Care este definiția pinului interfeței de tip C

Cea mai recentă specificație de interfață introdusă după tipul B. Diferit de interfața tradițională USB, Type-C adoptă un design simetric, care nu trebuie să distingă direcția mufei, evitând operarea plictisitoare a utilizatorilor care se conectează în direcțiile corecte și greșite. În plus, USB Type-C acceptă protocolul USB PD (Power Delivery), care crește puterea de încărcare de la maximul tradițional de 7,5W (5V1.5A) la un maxim de 100W (20V5A). Cea mai recentă specificație USB PD3.1 îmbunătățește și mai mult puterea de încărcare de tip C, cu o putere maximă de până la 240 W (28V5A).

Pentru dispozitivele tradiționale USB Type-A sau Type-B, interfața de alimentare (Sursa) și interfața de recepție a energiei (Sink) sunt deja standardizate în definiția interfeței, așa că nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la conexiunea inversă sau greșită. Pentru dispozitivele cu interfețe de tip C, deoarece nu există astfel de diferențe, utilizatorii nu pot cunoaște tipul de interfață, așa că controlerul de tip C în sine trebuie să o completeze. Deci, cum se recunosc interfețele de tip C și oferă logica corectă de alimentare?

Definiția pin a interfeței de tip C

Interfața de tip C este împărțită în cap feminin (receptacul) și cap masculin (priză). Pinii completi de tip C sunt 24, iar definițiile fiecărui pin sunt următoarele:

1. VBUS: Un total de patru canale, pini de tensiune BUS pentru alimentarea cu energie între dispozitive, indiferent dacă sunt introduse înainte sau invers, acești patru pini vor asigura alimentarea cu energie

2. GND: Un total de patru canale, circuite de alimentare între dispozitive, indiferent dacă sunt introduse înainte sau invers, acești patru pini vor furniza circuite de alimentare

3. TX+/TX- și RX+/RX-: un total de patru perechi, pentru semnale USB3.0 de mare viteză

4. D+/D-: Un total de două perechi, pentru semnale USB2.0. La conectorul mamă, aceste două perechi se vor scurtcircuita într-o pereche

5. CC/VCONN: pinul CC este un pin de configurare utilizat pentru a detecta conexiunea dispozitivului și direcția de conectare înainte și inversă și este, de asemenea, linia de comunicare USB PD; VCONN este un pin care este simetric oblic cu pinul CC. Când un pin este confirmat ca CC, celălalt este definit ca VCONN, care este utilizat pentru alimentarea cablului eMark

6. SBU1/SBU2: Pini multiplexați, cum ar fi furnizarea suplimentară de SBTX și SBRX pentru USB4

Conectorul mamă are 24 de pini cu simetrie oblică pe pinii superior și inferior pentru a satisface nevoile utilizatorului de conectare înainte și inversă; conectorul tată are 22 de pini. Deoarece există doar o pereche de pini D+/D- în specificația USB2.0, doar o pereche de pini D+/D- este reținută în conectorul tată.

Desigur, în proiectarea propriu-zisă a produsului, inginerii vor reduce în mod corespunzător numărul de pini în conformitate cu definiția produsului pentru a economisi costuri. De exemplu, pentru produsele care oferă doar încărcare, cum ar fi adaptoarele de alimentare, astfel de produse nu necesită comunicare de date de mare viteză prin USB3.0, așa că sunt păstrate numai pinii CC, VBUS, GND și D+/D-.

În ceea ce privește alimentarea cu energie, dispozitivele de tip C pot fi împărțite în trei categorii

1. Dispozitive de tip C care pot fi folosite doar ca sursă de alimentare (Sursă), cum ar fi încărcătoarele de tip C etc.

2. Dispozitive de tip C care pot fi folosite doar ca recepție de energie (Sink), cum ar fi telefoanele mobile de tip C etc.

3. Dispozitive de tip C (DRP, Dual RolePort) care pot fi folosite atât ca sursă de alimentare (Sursă), cât și ca recepție de energie (Chiuvetă), precum notebook-uri tip C, bănci de alimentare bidirecționale etc.

Evident, atunci când două dispozitive de tip C sunt conectate împreună prin cabluri C2C, ambele părți trebuie să știe ce tip de dispozitiv îi aparține cealaltă parte, altfel va duce la o încărcare nesatisfăcătoare (cum ar fi încărcarea inversă) sau la lipsa încărcării și chiar cauza probleme de siguranta.

De exemplu, atunci când un utilizator folosește un încărcător (Sursă) pentru a încărca o bancă de alimentare bidirecțională (DRP) de tip C, în mod ideal, banca de alimentare ar trebui să „servească” drept chiuvetă. Cu toate acestea, din cauza identificării incorecte a tipului de dispozitiv, banca de alimentare poate „servi” ca sursă și poate cauza „retur de curent”, dăunând ambelor dispozitive.

Specificația interfeței de tip C distinge între Source, Sink și DRP printr-o serie de mecanisme „pull-up” și „pull-down” pe pinul CC. Pentru dispozitivele sursă, pinul CC este necesar să fie configurat cu o rezistență pull-up Rp; pentru dispozitivele Sink, pinul CC este necesar să fie configurat cu un rezistor de tragere Rd; iar pentru dispozitivele DRP, pull-up și pull-down sunt comutate alternativ prin comutare întrerupătoare.

Sursa determină dacă un dispozitiv este conectat prin detectarea pinului CC la capătul Rp, iar Sink determină direcția de inserare înainte și înapoi prin detectarea pinului CC la capătul Rd.

Rezistorul de tragere Rd=5.1k și rezistorul de tragere Rp sunt setate în funcție de capacitatea sa de alimentare și tensiunea de tragere. Capacitatea sursei de alimentare a USB Type-C este următoarea:

1. Capacitate implicită de alimentare USB (Default USB Power). Interfața USB2.0 este de 500mA; Interfața USB3.2 este de 900mA și 1500mA

2. Protocolul BC1.2 (BatteryCharge 1.2). Suporta o putere maxima de 7.5W, adica 5V1.5A

3. USB Type-C Current 1.5A, suportă o putere maximă de 7.5W, adică 5V1.5A

4. USB Type-C Current 3A, suportă o putere maximă de 15W, adică 5V3A

5. Protocolul USB PD (USB Power Delivery), suportă o putere maximă de 100W, adică 20V5A

Prioritățile acestor cinci capacități de alimentare cresc în succesiune, iar puterea sursei de alimentare crește, de asemenea, treptat. Capacitatea sursei de alimentare cu o prioritate ridicată va depăși capacitatea de alimentare cu o prioritate scăzută. Printre acestea, puterea USB implicită, curentul USB Type-C 1.5A și curentul USB Type-C 3A pot fi setate prin configurarea valorii Rp.

Când cele două dispozitive sunt conectate, chiuveta obține capacitatea de alimentare a sursei prin detectarea valorii divizorului de tensiune vRd a Rp și Rd. Următoarea este relația corespunzătoare dintre valoarea Rp, domeniul de tensiune vRd și capacitatea sursei de alimentare.

În același timp, celălalt CC al dispozitivului a fost lăsat să plutească sau tras în jos de Ra=1k. Dacă Ra este tras în jos, înseamnă că cablul USB-C are un cip eMarker încorporat, iar Sursa trebuie să comute pinul la VCONN pentru a alimenta cablul.

Până acum, am explicat că dispozitivele folosesc „pull-up” sau „pull-down”, sau comută alternativ între cele două, pentru a determina sursa, chiuveta și DRP și pentru a seta și determina capacitatea de alimentare a sursei prin valoarea rezistenței Rp și valoarea tensiunii vRd. Cu toate acestea, cum este implementat acest proces? Cum tipul C evită încărcarea inversă sau încărcarea incorectă?