凡亿教育-佳旺
凡事用心,一起进步
打开APP
公司名片
凡亿专栏 | 画Type-C原理图?先把这个5.1K电阻圈起来
画Type-C原理图?先把这个5.1K电阻圈起来

最近不知道写什么了,突然翻到以前写的一些关于Type-C的基础知识点和相关踩坑记录,今天再跟大家聊一聊。

Type-C接口的应用确实已经相当广泛了,但实际上,这个小小的接口背后有着复杂的机制,如果没有真正理解它的工作原理,很容易在设计中出现看似低级却影响重大的错误。

让我从一个真实案例说起。以前我们团队设计了一款产品,使用Type-C接口进行供电和数据传输。第一次测试时,同事使用传统的Type-A to C线缆,一切正常。但当第二次测试时,另一位同事使用了Type-C to C线缆,产品竟然无法上电,完全无法工作。

这个问题的根源,正是我们对Type-C接口的基础知识理解不够深入。


01

Type-C接口的种类与功能

首先,我们需要明白,Type-C接口不只是单一的规格。它主要有三种引脚配置:

1、6PinType-C

这是最简单的版本,只包含VBUS(电源)、GND(地)以及CC1、CC2引脚。它适用于只需要通过USB取电而不需要数据通信的场合。CC引脚用于PD设备识别和功率协商。

4a1a0c722dbb8a1b78df9233c27ead.jpg38317e24c63d6219708d05437ce0a2.jpg


2、12Pin Type-C

在6引脚基础上增加了数据线(D /D-)和SBU1/2引脚,支持USB 2.0数据传输、PD快充以及部分视频传输功能。

ebd6e1e0fd8e83275cf4c4badf3258.jpg

17d737a452df9b0321915d90c1bf8f.jpg


3、24Pin Type-C(全功能型)

这就是我们常说的全功能Type-C,它在12引脚基础上增加了完整的USB 3.0/3.1高速数据传输所需的所有差分信号对。只有这种配置才能同时实现高速数据传输、视频输出和PD快充。

51daf866eb5d7c35b3fd154341c555.jpgeb6f49a726e7ba87cfa1a14dc30970.jpg母头/母座引脚定义
7bc3ed5a5af9c82bd7b2b583fc783f.jpg公头/插头引脚定义

这些接口的引脚都是对称设计的,这也是Type-C能够正反插的物理基础。但更重要的是,无论哪种配置,CC(配置通道)引脚都是整个系统的核心。


02

CC引脚的关键作用

这里不得不强调一下CC1、CC2的作用,主要用于设备识别,PD快充。大家最早认识快充应该是从高通CPU的QC开始的。通过提高输电电压,来提高输送功率。但QC协议中,通信使用的是USB的DP、DM,这就导致充电的时候会对USB通信造成影响。

但是USB-PD对电源设备的识别依靠CC1、CC2引脚,避免了QC标准与DP、DM的冲突。使得USB-PD在传输电力的同时,数据传输不会受到影响。

在我们的案例中,问题就出在CC引脚的处理上。当使用Type-A to C线缆时,由于Type-A端没有CC引脚逻辑,通常由电源端强制供电,因此设备能够正常工作。但使用Type-C to C线缆时,两端都需要通过CC引脚进行协商来确定供电关系。

供电端与受电端的识别机制

在Type-C规范中:

  • 供电端(Source):如充电器、电脑,其CC引脚通过上拉电阻(Rp)接到电源。

  • 受电端(Sink):如我们的设备、U盘,其CC引脚应通过下拉电阻(Rd,标准值为5.1kΩ)接地。

    04727b77cd0e601fbe5e403be751be.jpg

当两者通过C to C线缆连接时,供电端会检测CC引脚上的电平。如果检测到被下拉电阻拉低,就会识别出对面是需要供电的设备,然后打开VBUS开关输出电力。如果检测不到下拉电阻,则认为对面也是供电端或连接异常,保持VBUS关闭。

在我们的设计中,很可能只把Type-C接口当作传统USB接口,只连接了VBUS、GND和D /D-,而忽略了CC引脚的正确处理,或者没有在CC引脚上添加必要的5.1kΩ下拉电阻。这就导致当使用C to C线缆时,供电端无法识别我们的设备,自然也就不会供电。


03

小结

在作为受电端的产品Type-C接口电路中,必须在CC1和CC2引脚上分别添加5.1kΩ的下拉电阻到地。我们在样品板上飞线添加这两颗电阻后,问题立即解决。

4dc29dfd0f3da0d4c4565916e6ac69.jpg

测试时,不能只用传统的A to C线,一定要用C to C线完整测一遍。画原理图做检查,也要把CC引脚电路当作必查项。

硬件设计无小事,细节决定兼容性。希望这个实际踩过的坑,能帮大家省点调试时间。咱们下回见。

推荐阅读(点击如下三个图片分别进入)547bc737f2dbe8b1cc684d59492bcc.jpg6d1a34c9d9a775d02748c9914120ae.jpg0a83fc7086e587c35a71fc4235d27a.jpg


声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表凡亿课堂立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容图片侵权或者其他问题,请联系本站作侵删。
相关阅读
进入分区查看更多精彩内容>
精彩评论

暂无评论