充電器大一統(tǒng)：USB Type-C接口PD協(xié)議解決方案

2022年10月24日，歐洲理事會最終批準(zhǔn)了“在歐盟范圍內(nèi)統(tǒng)一充電器接口”的法案。這意味著到2024年，USB-C（USB Type-C）接口將成為一系列電子設(shè)備的必備品，如手機(jī)、平板電腦和耳機(jī)。

可以設(shè)想，未來帶著手機(jī)、電腦、pad和耳機(jī)等一系列電子產(chǎn)品出門，包里只需帶一根充電器是一種怎樣的體驗(yàn)。難怪歐盟輪值主席國捷克工業(yè)和貿(mào)易部長約瑟夫·西克拉（Jozef Síkela）稱，一個適合多種設(shè)備的充電器將節(jié)省金錢和時間，也有助于我們減少電子垃圾，此前充電器每年產(chǎn)生約11000噸電子垃圾。

因此，USB Type-C接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展為不斷增長的現(xiàn)代電子設(shè)備之間的連接發(fā)揮了重要作用，而運(yùn)行其上的電源傳輸（Power Delivery， PD）協(xié)議則大大提高了電力傳輸?shù)墓β仕健?/p>

作為USB開發(fā)者論壇的會員，立锜科技（Richtek）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求開發(fā)了大量符合USB Type-C及PD協(xié)議的產(chǎn)品，已經(jīng)被應(yīng)用在電源適配器、車載充電器、C型電纜以及各種支持雙重電源角色的產(chǎn)品中，支持最新的USB PD3.0協(xié)議的直充系統(tǒng)也得到了廣泛應(yīng)用 。 本期博文將向你介紹的是關(guān)于USB Type-C系統(tǒng)和電源傳輸協(xié)議的基礎(chǔ)知識，一些典型的應(yīng)用案例和與之相關(guān)的電源管理解決方案也將一并介紹給你。

接下來將從WHAT（是什么），WHY（為何使用，有哪些優(yōu)勢）以及HOW（如何配置）三個方面分享。

1）WHAT：何謂USB Type-C？這是一個全新的采用24引腳連接器的連接系統(tǒng)，相較傳統(tǒng)的USB接口能提供更高的電源傳輸功率和更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。

2）WHY：USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)帶來的優(yōu)勢：插頭可以正插、反插，物理尺寸小，自動完成配置，在數(shù)據(jù)和電源方面都支持雙重角色及其轉(zhuǎn)換，使用PD協(xié)議后可傳輸最多100W（20V/5A）的功率，數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)10Gbps，支持交替模式以傳輸 HDMI/DisplayPort/Thunderbolt 等接口的信息。

3）HOW：怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)和電源的配置？USB Type-C系統(tǒng)容許插頭以任意方向插入，兩端可以任意交換，因而使用了稱為Configuration Channel即CC的線完成狀態(tài)檢測和系統(tǒng)配置，并用它完成通訊功能。CC可以對源端的供電能力進(jìn)行檢測，確定設(shè)備之間的連接狀態(tài); 主機(jī)與外設(shè)之間可通過CC進(jìn)行電源傳輸協(xié)議的溝通，確定總線電壓和電流能力; CC邏輯系統(tǒng)可根據(jù)連接狀態(tài)對數(shù)據(jù)收發(fā)器進(jìn)行路由配置，實(shí)現(xiàn)正確的通訊連接。

我們有什么？

立锜提供的USB Type-C/PD電源解決方案

立锜提供多種符合USB Type-C規(guī)范和PD協(xié)議的電源管理解決方案，下面展示的是這些方案的評估工具和開發(fā)裝置。

智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等產(chǎn)品通常作為主機(jī)（電源供應(yīng)端）來使用，但也會在某些情況下（充電時）變成電源用電端（吸端），這樣的系統(tǒng)就需要具備電源上的雙重角色能力（Dual Role for Power， DRP），因而要使用如RT1715這樣的雙角色端口控制器。RT1715體積小巧（1.38mmX1.38mm），其中集成了CC控制邏輯，支持PD 3.0協(xié)議，支持VCONN供電，支持進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，可通過I2C接口完成其控制操作。與RT1715功能類似的還有RT1711P，但功能更完整，還含有電源路徑管理能力、總線電流檢測能力、主動放電電路和DC/DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓控制能力，是全功能的USB Type-C接口PD協(xié)議控制器。

車輛使用的USB Type-C接口PD協(xié)議充電器需要在極寬的電壓范圍內(nèi)輸出5V-20V的電壓，因而需要使用Buck-Boost架構(gòu)的轉(zhuǎn)換器，立锜RTQ7880/RTQ7882是符合這種需要的汽車級產(chǎn)品，其中集成了USB Type-C接口控制器和PD協(xié)議控制器，同時集成了Buck-Boost控制器， 可以輸出高達(dá)100W的功率為車載電子產(chǎn)品供電，完全符合USB規(guī)范，還具有可編程纜線壓降補(bǔ)償能力以及各種保護(hù)功能，支持VCONN供電，有可編程的GPIO接口和可作為主機(jī)或從機(jī)而工作的I2C接口，是ARM Cortex-M0控制器在電源控制領(lǐng)域成功應(yīng)用的典型產(chǎn)品。

對于車載USB Type-C接口PD協(xié)議，立锜提供完整的協(xié)議解決方案。RTQ7880和RTQ7882通過嚴(yán)格的AEC-Q100 Grade 2 Qualified車規(guī)認(rèn)證，具有寬輸入、寬輸出、高集成等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)一步的信息和開發(fā)中所需要的支持，請聯(lián)系我們！