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C型USB 1.2版—USB具有更廣闊的市場

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2021-12-31 15:45 ? 次閱讀

C型USB改變USB生態系統的一種重要途徑是通過USB電纜兩端互換(不只是翻動)。這使得諸如膝上型電腦智能手機的USB設備取決于其所連接的其它USB裝置具有不同的行為,因為數據角色和功率角色可獨立交換。USB開發者論壇已經發布了C型USB 1.2版本規格。其在1.1版本上做出幾個關鍵變化,我將在此博文中總結,但最大的區別是用來描述這種新型USB生態系統的術語變化。您可能會說了C型USB術語通過此版本進行了“返工”。

新的術語更好地解釋了這一新型USB世界,旨在澄清并強調數據角色和功率角色是彼此正交的(除了初始功率角色確定初始數據角色)。換句話說,USB完全融入這一新型二維生態系統。下述表格具有一些需了解的關鍵術語。

術語 說明
DFP 朝下端口(數據角色)
UFP 朝上端口(數據角色)
DRD 雙重角色數據,可以是UFP或DFP(需要USB PD)
源碼唯一 USB連接器(功率角色)的VBUS引腳提供電源
匯唯一 耗費USB連接器(功率角色)的VBUS引腳電源
DRP 雙重作角色功率,可為源或匯
默認源 除非連接到一個源碼唯一(功率角色),DRP連接作為一個源。
默認匯 除非連接到匯唯一裝置(功率角色),DRP連接作為一個匯。

圖1為許多可能的應用分類,并顯示它們落在此二維網格中的位置。

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圖1:C型USB 1.2版的應用實例

USB供電啟用交換或更改數據的作用。例如,可能有一個雙角色數據(DRD)系統,該系統通常是一個動力源,但可以是DFP(主機)或UFP(裝置)。或可能有一個雙角色功率(DRP)系統,該系統是一個DFP(主機),同時采集功率,但在功率下降時不支持數據。討論所有可能的應用是另一篇博文的主題,但在此博文中,我只是想強調數據角色和電源角色的分離。

初始功率角色和初始數據角色仍相關,因為它們總是一直處在C型USB中。初始化作為源的設備要么是DFP或無法獲得數據;它可能不會作為一個UFP進行初始化。同樣,初始化作為匯的設備要么是UFP或無法獲得數據。為了在初始連接后交換數據角色,您必須使用USB供電消息DR_Swap。

C型USB具有兩種特性,稱之為默認源和默認匯。(1.2版增加了有關這些功能的澄清,之前的版本分別稱之為試驗源和試驗匯。)默認源功能旨在用于主要提供電源、有時也會造成能量沉降的系統,如移動電源。除非它連接到源碼唯一或其電池耗盡,否則移動電源應提供電源。默認接收器功能旨在用于主要造成能量沉降的系統,如智能手機,但若連接到一個源碼唯一附件,其也可采集電源。這兩個特征可以動態利用,也就是說,取決于它的電池電量或一些其它標準,該系統可變為僅用于匯唯一或默認源。下表總結了C型USB設備的不同種類的角色。

C型USB 1.2版還有哪些新功能呢?表1列出了其他一些變化。

變更 說明
最大源VBUS電容 在空插座的VBUS上,源電容不得超過10mF。實際上,A型端口的傳統浪涌電容測試現在適用于所有C型端口。
調試輔助模式 這些鮮為人知的C型模式進行了全面修改。
C到傳統A電纜 由于宣傳不利,早期C到A傳統電纜的構建并不恰當,而新的規格充分說明了如何正確構建這些電纜。
二進制頻移鍵控(BFSK)引用 刪除了參照非現存的USB供電1.0標準的BFSK。
接收器斷開檢測 當電壓增加超過5V時,定義接收器如何檢測逸出。這僅適用于電力輸送匯。
IR壓降(即,澄清電纜中的壓降) 在USB電纜電源線和接地線的IR壓降后,澄清在什么電壓水平條件下可以看到匯。

最大源VBUS電容變化仍值得商榷。它論證了USB-IF與傳統USB相兼容有多重要。傳統USB A型接口在VBUS上通常具有5V電壓,即使未連接到任何設備也是如此。其結果是,當連接到一個USB B型端口時,在B型端口有一股浪涌電流涌入VBUS電容。USB-IF早已要求USB B型端口的電容不能超過10μF,以限制浪涌電流。

由于帶插座的一個C型USB系統可連接到一個USB傳統A型插座,所有C型USB插座也必須限制VBUS的電容不超過10μF。若不這樣要求,傳統A型USB系統可能無法提供浪涌電流,且其內部電壓軌可能會下垂。如果下垂足夠嚴重,可能會導致藍屏。已知大浪涌電流若重復多次也會導致連接器損壞。

TI最新的C型USB電力傳輸設備,TPS25740與TPS25740A,都符合最新的C型USB 1.2版本要求。了解TI公司的C型USB解決方案的全系列產品。

審核編輯:金巧

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