TYPE-C PD浅谈(三)
由于TYPE-C两头都一样,没有方向性,所以在对接前并不会有电源输出,数据主从也尚未定义。在PD的规范内,针对装置对接,定义了三个电阻来进行对接的识别。
Rp:做为Provider需要在CC脚位上上拉一个Rp电阻。Rp电阻允许有三种阻值(pull high 5V时,10K/22K/56K),这三种阻值也同时初步的宣告了Provider在对接的初期,允许的电流。此时CC线经分压电阻后电压大约1.68V(10K)/ 0.92V(22K)/ 0.41V(56K)。
Rd:做为Consumer需要在CC脚位上下拉一个Rd电阻5.1K。
Ra:在缆线中的E-Marker IC需要下拉一个Ra电阻1K。
实际对应关系如下图
在初步对接,电阻分压识别到了以后,Provider就会先在VBUS上供出5V的电压,以便激活Consumer端的应用线路。而且此时,数据传输的角色也被定义了。
供电端为HOST/DFP(Downstream Facing Port),受电端则为Device/UFP(Upstream Facing Port)。
下图提供了一个对接的示例,最初的时候,Provider的CC1和CC2都被电阻Rp上拉至高电位,Consumer的CC1和CC2都被下拉电阻Rd下拉至低电位。Attach以后,CC1或CC2根据Cable的插入方向而被上拉至较高电压。下图的Provider的CC1和Consumer的CC1之间被接通,CC1上出现由Rp和Rd分压以后的电压,此电压将由Consumer进行测量并由此知道Provider的电流供应能力是多少。在此案例中,接通以后的CC1的电压大约是1.65V,意味着最大能供应3A电流。
在USB Type-C接口中,CC引脚通过电压信号来通告DFP(下行端口)的电流能力。具体过程如下:
- 电流模式:USB Type-C有两种基本电流模式:1.5A和3A1。
- 电压信号:DFP通过CC引脚上的电压告知UFP(上行端口)其供电能力。UFP端的下拉电阻(Rd)为5.1kΩ,DFP通过其上拉电阻(Rp)或电流源在CC引脚上产生电压
- 电压范围:不同的电压范围对应不同的电流能力。例如,当DFP给CC引脚提供330µA的电流时,CC引脚上的电压为1.683V,这表明DFP可以提供3A的电流
Cap. Advertisement | Default USB | 1.5A | 3A |
---|---|---|---|
Rp to 5V | 56KΩ | 22KΩ | 10KΩ |
Pp to 3.3V | 36KΩ | 12KΩ | 4.7KΩ |
Current Source | 330uA | 180uA | 80uA |
另外在TYPE-C PD里,允许Device同时扮演Provider/Consumer两种角色,这种角色称之为DRP(Dual Role port)。由于DRP允许供电及受电,所以在DRP的CC脚位上,会同时有Rp及Rd存在。PD IC会依设计者的期望,看是比较想要当Provider(try-SRC)还是比较想要当Consumer(try-SNK)来决定Rp/Rd的时间,交互的enable Rp or Rd,直到对接的装置接入。下图为DRP/UFP对接的的情形,由于这个例子是对接到UFP,所以最终会是DRP port在切换到Rp时,跟UFP port的Rd形成一个合理的分压值,此时对接才正式成立。
- CC1对CC1:当插头插入时,如果CC1引脚检测到有效连接,则认为电缆未翻转。
- CC2对CC2:如果CC2引脚检测到有效连接,则认为电缆已翻转。
TYPE-C对接的情况众多,USB-IF有特地整理了一份对接表,如下