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USB功率輸出2.0 vs 3.0

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2022-01-11 16:25 ? 次閱讀

Other Parts Discussed in Post:TPS25740, TPS25740A

當我第一次聽說電影《蝙蝠俠大戰超人:正義黎明》時,我的內心是疑惑的,因為這兩位可都是“好人”。而適用新一版USB功率輸送(PD)規則(版次:1.0a)的USB已限量發布,這就導致了一個類似問題:究竟哪個版本的USB PD可以適用你的設備?

USB PD 3.0的發布并不意味著USB PD 2.0的完結和過時。盡管現在USB 3.1都有了,很多應用仍在持續使用USB 2.0。同樣的,無論是3.0還是2.0,他們都是進行USB功率輸送的靠譜選擇,且二者具有一定的互操作性。

我們需摒棄USB PD 2.0和3.0遵循的是不一樣的電壓分布或冪規律的錯誤想法。對于這兩種PD來說,所遵循的冪規律都是一樣的。其中最重要的規律包括:

超過15W的源應顯示為5V和9V。

超過27W的源應顯示為5V、9V和15V。

超過45W的源應顯示為5V、9V、15V和20V。

USB PD 3.0可反向兼容USB PD 2.0。所有的USB PD 3.0的庫與源均要求可與USB PD 2.0庫與源完全兼容,即所有的USB PD 3.0設備必須通過USB PD 2.0的符合性測試。從USB應用者論壇(IF)的角度來看,USB PD 3.0和USB PD 2.0都屬一種USB產品。在發布USB標識驗證時,USB應用者論壇也不會將二者區分開來單獨發布。

表1所示的是在USB PD 3.0規范中列出的兩種產品的實際區別。

USD PD 3.0新特色 功能
報警數據消息(可選) 匯報系統改變或突發事件,如過壓或過載電流
電池狀態數據消息(電池系統必備) 匯報電池充電狀態
源功能延伸(可選) 匯報關于源的其他信息,如保壓時間和觸摸溫度
狀態延伸消息(可選) 匯報當前內部溫度計當前輸入電源狀態
電池功能延伸消息(電池系統必備) 匯報電池設計容量及上次完全充電容
生產商信息延伸消息(可選) 申請和發送生產商定義字符機制
固件(FW)升級延伸信息(可選) USB固件升級條例應用機制
安全延伸消息(可選) USB認證應用機制
與電纜通訊更嚴格控制(必備) 僅VCONN源可與電纜插頭電子制造商通訊
源協調碰撞避免(必備) 更加穩健的機制,可避免源與庫同時在典型電源協議之外發送消息。USB PD 2.0配置有碰撞避免機制,但鑒于新增了更多可選消息,可認為USB PD 3.0相比之下更加穩健。
快速角色切換機制(可選) 從庫到源進行雙角色快速切換,防止USB數據漏碼。不適用單庫式和單源式設備。
無支持控制消息(必備) 通知端口不支持某特定消息的方式。旨在幫助USB PD 3.0在未來開發更多功能和選項。
更高的數據荷載(可選) 部分可選新延伸功能的字符超過最長28字節USB PD 2.0最高數據荷載。USB PD 3.0可發送更長字節消息。適配此更長字節消息的系統必須同時支持可以更小“塊”發送此類長字符消息。

表1:USB PD 3.0新功能列表

為什么現在仍選擇USB PD 2.0?

以下是兩類我認為不應使用USB PD 3.0的設備,因為會帶來支持3.0新要求和功能的額外負擔。

首先是最簡單的單庫式設備。這類設備所需的僅僅是電源協調。USB PD 3.0的眾多新功能中沒有一個能給此類設備帶來任何實際的系統效益,除非要求進行設備USB認證,或設備想匯報從電池至源的復雜信息。

其次,簡易的單源式設備無法利用庫的額外信息,這意味著設備或許根本無需任何USB PD 3.0的任何新式功能。TI最近為此類設備發布了TPS25740和TPS25740A。

USB應用者論壇從2015年8月開始驗證USB PD 2.0硅,并最終在2016年6月完成合規性程序,而在這之前的3月,當USB PD 2.0規范穩定在1.2版次,合規性測試都還沒有展開,USD應用者論壇也沒有宣布USB PD 3.0硅合規性測試的相關日程。

最后,系統設計方不應機械的認為他們的設備一定要能適配USB PD 3.0。USB PD 3.0對某特定設備是否必需取決于該設備是否需要3.0的這些新功能。USD PD 2.0規范已經成熟,且更加簡易,對很多設備來說,是比USB PD 3.0更大的優勢。這就是我為什么認為現在仍應選擇USB PD 2.0的原因。

審核編輯:金巧

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