Introduktion till typ-C-kontakter
USB Typ-Char framträtt som en dominerande aktör på marknaden tack vare sina fördelar med kontakter och är nu på väg att nå toppen. Dess tillämpning inom olika områden är ostoppbar. Apples MacBook har fått folk att inse bekvämligheten med USB Type-C-gränssnittet och även avslöjat utvecklingstrenden för framtida enheter. I de kommande dagarna kommer fler och fler USB Type-C-enheter att lanseras. Utan tvekan kommer USB Type-C-gränssnittet gradvis att bli utbrett och dominera marknaden under de närmaste åren. Dessutom har det på mobila enheter som telefoner och surfplattor flera funktioner som möjliggör snabbare laddning, högre dataöverföringshastigheter och stöd för skärmutgång. Det är mer lämpligt som ett utgångsgränssnitt för mobila enheter. Viktigast av allt finns det ett starkt behov av ett universellt gränssnitt för att förbättra anslutningen mellan olika enheter. Dessa funktioner kan göra att Type-C-gränssnittet verkligen blir framtidens enhetliga gränssnitt, inte bara inom de applikationsområden du ser!
Om den utformas i enlighet med USB Associations branschstandarder är USB Type-C-kontakten garanterat modern, tunn och kompakt, lämplig för mobila enheter. Samtidigt måste den uppfylla föreningens höga hållfasthetskrav och vara lämplig för olika industriella tillämpningar. USB Type-C-kontakten har ett vändbart kontaktgränssnitt; uttaget kan sättas in från vilken riktning som helst, vilket ger en enkel och tillförlitlig anslutning. Denna kontakt måste också stödja flera olika protokoll och kan vara bakåtkompatibel med HDMI, VGA, DisplayPort och andra anslutningstyper från en enda C-typ USB-port via adaptrar. För att hantera prestanda i elektromagnetisk störning (EMI) och andra tuffa miljöer krävs fler designöverväganden. Det rekommenderas att tillverkare väljer kontaktleverantörer med TID-certifiering för att undvika problem i terminalapplikationer!
DeUSB Typ-C 3.1gränssnittet har sex stora fördelar:
1) Full funktionalitet: Den stöder data, ljud, video och laddning samtidigt, vilket lägger grunden för höghastighetsdata, digitalt ljud, HD-video, snabbladdning och delning av flera enheter. En kabel kan ersätta flera kablar som använts tidigare.
2) Vändbar insättning: I likhet med Apple Lightning-gränssnittet är portens fram- och baksida desamma, vilket stöder vändbar insättning.
3) Dubbelriktad överföring: Data och ström kan överföras i båda riktningarna.
4) Bakåtkompatibilitet: Genom adaptrar kan den vara kompatibel med USB Type-A, Micro-B och andra gränssnitt.
5) Liten storlek: Gränssnittsstorleken är 8,3 mm x 2,5 mm, ungefär en tredjedel av storleken på ett USB-A-gränssnitt.
6) Hög hastighet: Kompatibel medUSB 3.1protokoll, det kan stödja upp till 10 Gb/s dataöverföring, till exempelUSB-C 10 GbpsochUSB 3.1 Gen 2standarder, vilket uppnår ultrasnabb överföring.
Instruktioner för USB PD-kommunikation
USB - Power Delivery (USB PD) är en protokollspecifikation som möjliggör samtidig överföring av upp till 100 W ström och datakommunikation över en enda kabel; USB Type-C är en helt ny specifikation för en USB-kontakt som kan stödja en rad nya standarder som USB 3.1 (Gen1 och Gen2), DisplayPort och USB PD; standard maximal spänning och ström som stöds för en USB Type-C-port är 5V 3A; om USB PD implementeras i en USB Type-C-port kan den stödja den 240 W effekt som definieras i USB PD-specifikationen, därför betyder det inte att en USB Type-C-port stöder USB PD; USB PD verkar bara vara ett protokoll för strömöverföring och hantering, men i själva verket kan det ändra portroller, kommunicera med aktiva kablar, låta DFP bli strömförsörjningsenhet och många andra avancerade funktioner. Därför måste enheter som stöder PD använda CC Logic-chips (E-Mark-chips), till exempel med hjälp av en5A 100W USB C-kabelkan uppnå effektiv strömförsörjning.
USB Type-C VBUS strömdetektering och användning
USB Type-C har lagt till funktioner för strömdetektering och -användning. Tre nya strömlägen har introducerats: standardströmläget för USB (500 mA/900 mA), 1,5 A och 3,0 A. Dessa tre strömlägen överförs och detekteras via CC-pinnarna. För DFP:er som kräver strömutgångskapacitet för sändning behövs olika värden på CC-pull-up-motstånden Rp för att uppnå detta. För UFP:er måste spänningsvärdet på CC-pinnen detekteras för att erhålla strömutgångskapaciteten för den andra DFP:n.
DFP-till-UFP och VBUS-hantering och detektering
DFP är en USB Type-C-port som sitter på värden eller hubben och är ansluten till enheten. UFP är en USB Type-C-port som sitter på enheten eller hubben och är ansluten till värdens eller hubbens DFP. DRP är en USB Type-C-port som kan fungera som antingen DFP eller UFP. DRP växlar mellan DFP och UFP var 50:e ms i standby-läge. När man växlar till DFP måste det finnas ett motstånd Rp som drar upp till VBUS eller en strömkälla som utgång på CC-pinnen. När man växlar till UFP måste det finnas ett motstånd Rd som drar ner till GND på CC-pinnen. Denna växlingsåtgärd måste slutföras av CC Logic-chippet.
VBUS kan bara matas ut när DFP detekterar införandet av UFP. När UFP har tagits bort måste VBUS stängas av. Denna operation måste slutföras av CC Logic-chippet.
Obs: Ovan nämnda DRP skiljer sig från USB-PD DRP. USB-PD DRP hänvisar till strömportarna som fungerar som strömkälla (leverantör) och strömförsörjning (konsument). Till exempel stöder USB Type-C-porten på en bärbar dator USB-PD DRP, som kan fungera som strömkälla (vid anslutning av en USB-enhet eller mobiltelefon) eller strömförsörjning (vid anslutning av en bildskärm eller nätadapter).
DRP-koncept, DFP-koncept, UFP-koncept
Dataöverföring består huvudsakligen av två uppsättningar differentiella signaler, TX/RX. CC1 och CC2 är två nyckelstift med många funktioner:
Det finns två typer av USB Type-C och USB Power Delivery, för att identifiera anslutningar, skilja mellan fram- och baksida, skilja mellan DFP och UFP, vilket är master-slave-konfigurationen för Vbus.
Konfigurera Vconn. När det finns ett chip i kabeln sänder en CC en signal, och den andra CC:n blir strömförsörjningen Vconn. Vid konfigurering av andra lägen, till exempel vid anslutning av ljudtillbehör, DP, PCIE, finns det fyra ström- och jordledningar för varje, DRP (Dual Role Port): en port med dubbel roll, DRP kan användas som DFP (värd), UFP (enhet), eller dynamiskt växla mellan DFP och UFP. En typisk DRP-enhet är en dator (datorn kan fungera som en USB-värd eller en enhet som ska laddas (Apples nya MacBook Air)), en mobiltelefon med OTG-funktion (mobiltelefonen kan fungera som en enhet som ska laddas och läsa data, eller som en värd för att ge ström eller läsa data från ett USB-minne), en powerbank (urladdning och laddning kan göras via en USB Type-C, det vill säga, denna port kan urladdas och laddas).
Den typiska värdklient-implementeringsmetoden (DFP-UFP) för USB Type-C
CCpin-konceptet
CC (konfigurationskanal): Konfigurationskanal, detta är en nyligen tillagd nyckelkanal i USB Type-C. Dess funktioner inkluderar att detektera USB-anslutningar, detektera rätt insättningsriktning, upprätta och hantera anslutningen mellan USB-enheter och VBUS, etc.
Det finns ett övre pull-up-motstånd Rp på CC-pinnen på DFP och ett nedre pull-down-motstånd Rd på UFP. När den inte är ansluten har DFP:s VBUS ingen utgång. Efter anslutningen ansluts CC-pinnen, och CC-pinnen på DFP kommer att detektera pull-down-motståndet Rd på UFP, vilket indikerar att anslutningen är gjord. Sedan öppnar DFP Vbus-strömbrytaren och matar ut ström till UFP. Vilket CC-pinne (CC1, CC2) som detekterar pull-down-motståndet bestämmer gränssnittets inkopplingsriktning och växlar även RX/TX. Resistansen Rd = 5,1k, och resistansen Rp är ett osäkert värde. Enligt föregående diagram kan man se att det finns flera strömförsörjningslägen för USB Type-C. Hur skiljer man dem åt? Det baseras på värdet på Rp. Spänningen som detekteras av CC-pinnen är annorlunda när värdet på Rp är annorlunda, och sedan styrs DFP-änden för att utföra vilket strömförsörjningsläge. Det bör noteras att de två CC-pinnarna som ritats i figuren ovan faktiskt bara är en CC-linje i kabeln utan chipet.
Publiceringstid: 3 november 2025
