USB Type-C是USB連接器系統的規范，在智能手機和移動(dòng)設備上越來(lái)越受歡迎，并且能夠進(jìn)行電力傳輸和數據傳輸。與USB的早些產(chǎn)品不同，它也是可翻轉的，所以你不需要嘗試多次插入。

01 什么是USB-Type-C

USB-C是一種相對較新的標準，旨在提供高達10Gb/s的高速數據傳輸以及高達100W的功率。這些功能可以使USB-C成為現代設備的真正通用連接標準。

02 功能介紹

USB-C接口有三個(gè)主要功能：
      ● 它有一個(gè)可翻轉的連接接口。接口的設計使插頭可以相對于插座翻轉。
      ● 它支持USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1 Gen 2標準。此外，它還可以在稱(chēng)為備用模式（Alternate Mode）的操作模式下支持第三方協(xié)議，如DisplayPort和HDMI。
      ● 它允許設備協(xié)商并通過(guò)接口選擇適當的功率流。

03 信號圖示

USB Type-C連接器有24個(gè)引腳。圖1和圖2分別顯示了USB Type-C插座和插頭的插針。

04 USB 2.0差分對

D +和D-引腳是用于USB 2.0連接的差分對。插座中有兩個(gè)D +引腳和兩個(gè)D-引腳。

但是，這些引腳相互連接，實(shí)際上只有一個(gè)USB 2.0數據差分對可供使用。冗余設計只是為了提供可翻轉的連接器。

05 電源和接地引腳

VBUS和GND引腳是電源和信號的返回路徑。默認的VBUS電壓為5 V，但標準允許器件協(xié)商并選擇VBUS電壓而不是默認值。電源傳輸允許VBUS具有高達20 V的電壓。蕞大電流也可以升高到5A。因此，USB Type-C可以提供100 W的蕞大功率。

當為諸如筆記本電腦的大型設備充電時(shí)，大功率流可能是有用的。圖3顯示了RICHTEK的示例，其中降壓 - 升壓轉換器用于生成筆記本電腦所請求的適當電壓。

請注意，電源傳輸技術(shù)使USB Type-C比舊標準更通用，因為它使功率水平適應負載的需要。您可以使用同一根電纜為智能手機和筆記本電腦充電。

06 RX和TX引腳

有兩組RX差分對和兩組TX差分對。

這兩個(gè)RX對中的一個(gè)以及TX對可用于USB 3.0 / USB 3.1協(xié)議。由于連接器是可翻轉的，因此需要多路復用器通過(guò)電纜正確地重新路由所采用的差分對上的數據。

請注意，USB Type-C端口可以支持USB 3.0 / 3.1標準，但USB Type-C的蕞小功能集不包括USB 3.0 / 3.1。在這種情況下，USB 3.0 / 3.1連接不使用RX / TX對，并且可以被其他USB Type-C功能使用，例如備用模式和USB供電協(xié)議。這些功能甚至可以利用所有可用的RX / TX差分對。

07 CC1和CC2針腳

這些引腳是通道配置引腳。它們執行許多功能，例如電纜連接和移除檢測、插座/插頭方向檢測和當前廣播。這些引腳也可用于Power Delivery和Alternate Mode所需的通信。

下面的圖4顯示了CC1和CC2引腳如何顯示插座/插頭方向。在此圖中，DFP代表下游面向端口，該端口充當數據傳輸中的主機或電源。UFP表示上游面向端口，它是連接到主機或電力消費者的設備。

DFP通過(guò)Rp電阻上拉CC1和CC2引腳，但UFP通過(guò)Rd將它們拉低。如果沒(méi)有連接電纜，則源在CC1和CC2引腳處看到邏輯高電平。連接USB Type-C電纜可創(chuàng )建從5V電源到地的電流路徑。

由于USB Type-C電纜內只有一根CC線(xiàn)，因此只形成一條電流路徑。例如，在圖4的上圖中，DFP的CC1引腳連接到UFP的CC1引腳。因此，DFP CC1引腳的電壓低于5 V，但DFP CC2引腳仍處于邏輯高電平。因此，監控DFP CC1和CC2引腳上的電壓，我們可以確定電纜連接及其方向。

除電纜方向外，Rp-Rd路徑還用作傳遞源電流能力信息的方式。為此，功耗（UFP）監視CC線(xiàn)上的電壓。當CC線(xiàn)上的電壓具有其蕞低值（約0.41 V）時(shí)，源可以分別為USB 2.0和USB 3.0提供500 mA和900 mA的默認USB電源。當CC線(xiàn)電壓約為0.92 V時(shí)，源可提供1.5 A的電流。蕞高CC線(xiàn)電壓約為1.68 V，對應于3A的源電流能力。

08 VCONN引腳

如上所述，USB Type-C旨在提供超快的數據傳輸速度以及高水平的功率流。這些特征可能需要使用通過(guò)在內部使用芯片進(jìn)行電子標記的特殊電纜。此外，一些有源電纜利用重新驅動(dòng)芯片來(lái)加強信號并補償電纜等引起的損耗。在這些情況下，我們可以通過(guò)施加5 V、1 W電源為電纜內部的電路供電提供給VCONN引腳。

如您所見(jiàn)，有源線(xiàn)纜使用Ra電阻來(lái)下拉CC2引腳。Ra的值與Rd不同，因此DFP仍然可以通過(guò)檢查DFP CC1和CC2引腳上的電壓來(lái)確定電纜方向。確定電纜方向后，與“有源電纜IC”對應的通道配置引腳將連接到5 V，1 W電源，為電纜內部的電路供電。例如，在圖5中，有效的Rp-Rd路徑對應于CC1引腳。因此，CC2引腳連接到VCONN表示的電源。

09 SBU1和SBU2針腳

這兩個(gè)引腳對應于僅在備用模式下使用的低速信號路徑。

10 USB供電

在我們熟悉了USB-C標準的固定，讓我們簡(jiǎn)單介紹一下USB供電和備用模式。

如上所述，使用USB Type-C標準的設備可以通過(guò)接口協(xié)商并選擇適當水平的功率流。這些功率協(xié)商是通過(guò)稱(chēng)為USB Power Delivery的協(xié)議實(shí)現的，該協(xié)議是上面討論的CC線(xiàn)上的單線(xiàn)通信。

下圖顯示了一個(gè)示例USB供電，其中接收器向源發(fā)送請求并根據需要調整VBUS電壓。

首先，要求提供9 V總線(xiàn)。在源穩定總線(xiàn)電壓為9 V后，它會(huì )向接收器發(fā)送“電源就緒”消息。然后，接收器請求一個(gè)5V總線(xiàn)，并且源提供它并再次發(fā)送“電源就緒”消息。

值得注意的是，“USB供電”不僅僅涉及與供電相關(guān)的談判，其他談判，例如與備用模式相關(guān)的協(xié)商，都是使用標準CC線(xiàn)上的供電協(xié)議完成的。

11 PCB設計布線(xiàn)要求

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