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。


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。


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。

母头/母座引脚定义
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。

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。

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)


暂无评论