由于Type-C接口自身的強大性能和便利性,以及歐洲議會和理事會談判達成的協議:“從2024年秋季開始,所有在歐盟銷售的便攜電子產品,包括手機、平板電腦、耳機等,都需統一配備USB-C(即Type-C)充電接口”。新一代iPhone全面放棄Lightning接口,采用Type-C接口,同時低端手機舍棄Micro USB接口,低端筆記本舍棄DC接口,Type-C接口終于迎來在手機、平板及筆記本等消費領域的大一統時代。
Type-C接口這第一名到底有多強? PD協議又是什么?
完全體的Type-C接口擁有24個引腳,采用鏡像排布的功能定義,其具備以下特性:
配合CC引腳的插入檢測功能,實現應用中的正反盲插
支持USB4.0和雷電協議,帶寬可達40Gbps
擁有4對VBUS和GND引腳,支持PD3.1協議最大功率為48V5A(240W)
支持各種附件模式(DP視訊傳輸、模擬音頻傳輸)及功率和數據角色切換功能(PR_SWAP、DR_SWAP)
在數據傳輸層面,消費者對USB協議都不陌生,USB協議存在于我們每個人的日常生活中,已經實現全球范圍內的有線通訊領域大一統,其最新的USB4.0版本更是將帶寬拉升至恐怖的40Gbps,而快充領域的PD協議和USB協議均來自于USB-IF協會。
USB-PD協議,英文全稱為USB Power Delivery,自從2012年由USB標準化組織USB-IF協會推出以來,經過10余年時間的發展與更新,已經由最初的1.0版本、2.0版本、3.0版本發展到了現在的PD3.1,最高支持48V 5A(240W)檔位,并擁有20mV電壓步進能力,手機大功率充電功能采用的電荷泵架構因此有了用武之地。
48V的檔位證明PD協議的野心絕不止停留在手機、平板、筆電等數碼產品,目前PD協議已滲透至戶外儲能等應用場景,例如便攜式音響、電動工具、筋膜槍、無人機、二輪平衡車。
以下是標準的PD協議邏輯層交互圖(問答式通訊):
如上圖所示,在一問一答中,PD協議就把供電端(Source)的能力廣播給了受電端口(Sink),并調整VBUS電壓到受電端的請求值,這里展示的是固定電壓請求,最新的PPS充電亦如此,只是有一個10秒鐘通訊一次的心跳包維持動作,防止意外發生。
USB-IF協會為了保證所有市面上支持PD協議的設備彼此兼容,給用戶帶來極大便利性的同時減少資源消耗,實現全球Type-C口設備均可以彼此互聯的愿景,官方設置了一個CTS認證項目,只有通過該項測試的產品才會被授予官方TID識別號,因此擁有TID號碼的廠家生產出來的芯片被認為具備官方認可的兼容性和魯棒性,歐盟基于該認證方法同樣推出了IEC 62680-1-3認證,將于2024年12月28日起,在所有歐盟成員國強制實施。
艾為為了滿足大家對各個領域日益增長的PD快充需求,推出通過USB-IF協會認證的PD PHY芯片AW35615系列,其在USB-IF協會官網展示信息如下:
主要指標展示如下:
支持USB PD2.0、PD3.0及PPS
USB-IF TID:8339
可以通過I2C將芯片配置為SRC、SNK或者DRP
集成了可配置OCP或OTP的VCONN開關,用于給E-Mark供電
CC引腳最高耐壓值:24V
支持死電池模式,未通電時作為SNK
支持VBUS檢測與放電控制功能,可以避免VBUS電腐蝕老化損耗
支持Wake低功耗檢測模式
WLCSP 1.40mm×1.36mm-9B封裝
WBQFN 2.50mm×2.50mm-14L封裝
AW35615系列特別之處
芯片不僅本體通過了USB-IF協會物理層認證,同時自主開發的完整PD協議層代碼也通過了官方認證,并為客戶實現了全部策略層接口,向所有客戶提供各平臺(從高通、MTK、展訊到MCU平臺)的完整解決方案。
AW35615擁有兩種不同封裝的產品以兼容各類應用場合,其主要參數如下:
講到這里,相信大家都已看出PD協議包含兩個重要部分:Type-C檢測和PD報文通訊,其中Type-C檢測用于電流檔位能力和角色識別,PD報文通訊主要負責調整VBUS電壓和角色轉換通訊。那么在不需要調整VBUS電壓的應用場合,比如POS機、玩具等,我們可以選用更經濟的芯片,僅支持Type-C檢測功能,即:CC Logic。
艾為針對該類型應用場景,推出AW35616系列芯片,其主要功能特點如下:
Type-C 1.2協議
支持兩種控制方式:PIN模式和I2C模式
支持Type-C模式配置:
Host Only – SRC(DFP)
Device Only – SNK(UFP)
Dual Role Port – DRP
DRP模式支持Try.SNK和Try.SRC設置
支持三種供電電流廣播:Default, 1.5A和3.0A
CC通道功能:
設備連接斷開檢測
Cable連接方向識別
角色識別
支持死電池功能(芯片未供電時,表現為SNK模式)
CC1/2耐壓最高支持24V電壓,VBUS耐壓最高支持28V電壓
工作電壓范圍為:2.7V~5.5V
WBQFN 1.60mm×1.60mm-12L 封裝
該芯片不但完全符合USB-IF協會認證的 Type-C Functional Test部分,還提供了隱藏寄存器,用于讓客戶選擇是否打開對國內特殊線材的支持。
目前艾為仍然在快充領域持續開拓,后續也會有集成更豐富的芯片面世,來應對更多的應用場景,滿足客戶的不同需求。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:從iPhone15“浪子回頭”全面轉向Type-C端口,看Type-C口攜PD協議在消費類和工業領域普及趨勢
文章出處:【微信號:awinicfamily,微信公眾號:艾為之家】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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