A Type-B után bevezetett legújabb interfészspecifikáció. A hagyományos USB interfésztől eltérően a Type-C szimmetrikus kialakítást kapott, aminek nem kell megkülönböztetnie a dugó irányát, elkerülve a felhasználók fáradságos működését, amikor a megfelelő és rossz irányba csatlakoztatják. Ezenkívül az USB Type-C támogatja az USB PD (Power Delivery) protokollt, amely a töltési teljesítményt a hagyományos maximális 7,5 W-ról (5V1,5A) maximum 100 W-ra (20V5A) növeli. A legújabb USB PD3.1 specifikáció tovább javítja a Type-C töltési teljesítményt, akár 240 W (28V5A) maximális teljesítménnyel.
A hagyományos USB Type-A vagy Type-B eszközök esetében a tápegység interfész (Source) és a tápfogadó interfész (Sink) már szabványosítva van az interfész definíciójában, így nem kell aggódni a fordított vagy rossz csatlakozás miatt. A Type-C interfésszel rendelkező készülékeknél, mivel ilyen eltérések nincsenek, a felhasználók nem ismerhetik az interfész típusát, ezért magának a Type-C vezérlőnek kell kiegészítenie. Tehát hogyan ismerik fel egymást a Type-C interfészek, és hogyan biztosítják a megfelelő tápellátási logikát?
A Type-C interfész tűdefiníciója
A C típusú interfész anyafejre (Receptacle) és apafejre (dugó) oszlik. A teljes C típusú tűk 24 darabból állnak, és az egyes tűk meghatározásai a következők:
1. VBUS: Összesen négy csatorna, BUS feszültség érintkezők az eszközök közötti tápellátáshoz, függetlenül attól, hogy előre vagy hátra vannak behelyezve, ez a négy érintkező biztosítja a tápellátást
2. GND: Összesen négy csatorna, tápellátási áramkörök az eszközök között, függetlenül attól, hogy előre vagy hátra vannak behelyezve, ez a négy érintkező biztosítja a tápellátási áramköröket
3. TX+/TX- és RX+/RX-: összesen négy pár, USB3.{6}} nagy sebességű jelekhez
4. D+/D-: Összesen két pár, USB2.0 jelekhez. Az anya csatlakozónál ez a két pár rövidre záródik egy párba
5. CC/VCONN: A CC érintkező egy konfigurációs érintkező, amely az eszköz csatlakozásának, valamint az előre és hátrafelé történő csatlakozási irány észlelésére szolgál, és egyben az USB PD kommunikáció vonala is; A VCONN egy érintkező, amely ferdén szimmetrikus a CC tűvel. Ha az egyik érintkezőt CC-ként erősítik meg, a másik VCONN-ként van meghatározva, amely az eMark kábel táplálására szolgál.
6. SBU1/SBU2: Multiplex érintkezők, például további SBTX és SBRX biztosítása az USB4 számára
A csatlakozóaljzat 24 érintkezőből áll, amelyek ferde szimmetriájúak a felső és az alsó érintkezőkön, hogy megfeleljenek a felhasználó előre- és hátrameneti dugulási igényeinek; a dugós csatlakozó 22 tűs. Mivel az USB2.{5}} specifikációban csak egy pár D+/D- található, csak egy pár D+/D- érintkező marad meg a dugós csatlakozóban.
Természetesen a tényleges terméktervezés során a mérnökök a költségek megtakarítása érdekében megfelelően csökkentik a tűk számát a termékdefiníció szerint. Például az olyan termékek esetében, amelyek csak töltést biztosítanak, mint például a hálózati adapterek, az ilyen termékek nem igényelnek nagy sebességű USB3 adatkommunikációt.0, így csak a CC, VBUS, GND és D+/D- érintkezők maradnak meg.
Tápellátás szempontjából a Type-C készülékek három kategóriába sorolhatók
1. Csak tápegységként (forrásként) használható Type-C eszközök, például C típusú töltők stb.
2. C típusú eszközök, amelyek csak tápellátásként (Sink) használhatók, például C típusú mobiltelefonok stb.
3. C típusú eszközök (DRP, Dual RolePort), amelyek tápegységként (Source) és tápellátásként (Sink) egyaránt használhatók, például Type-C notebookok, kétirányú power bankok stb.
Nyilvánvalóan, ha két C típusú eszközt C2C kábelen keresztül csatlakoztatnak egymáshoz, mindkét félnek tudnia kell, hogy a másik fél milyen típusú eszközhöz tartozik, különben nem megfelelő töltéshez (például fordított töltés) vagy töltés hiányához vezet, sőt biztonsági problémák.
Például, ha a felhasználó egy töltőt (forrást) használ egy C típusú kétirányú tápegység (DRP) töltéséhez, ideális esetben a power banknak "mosogatóként" kell szolgálnia. Azonban a helytelen eszköztípus azonosítás miatt a power bank "forrásként szolgálhat", és "áram visszaáramlást" okozhat, ami mindkét eszközt károsítja.
A Type-C interfész specifikációja megkülönbözteti a forrást, a nyelőt és a DRP-t a CC tűn található „felhúzó” és „lehúzó” mechanizmusok sorozatán keresztül. Forrás eszközök esetén a CC érintkezőt Rp felhúzó ellenállással kell konfigurálni; Sink eszközök esetén a CC érintkezőt Rd lehúzó ellenállással kell konfigurálni; a DRP készülékeknél pedig a fel- és lehúzást váltakozva kapcsolókapcsolókkal kapcsolják.
A forrás az Rp végén lévő CC érintkező észlelésével határozza meg, hogy egy eszköz csatlakoztatva van-e, a Sink pedig az Rd végén lévő CC érintkező észlelésével határozza meg az előre és visszafelé történő behelyezés irányát.
Az Rd=5.1k lehúzó ellenállás és az Rp lehúzó ellenállás a tápegység kapacitása és felhúzó feszültsége szerint van beállítva. Az USB Type-C tápegység kapacitása a következő:
1. Alapértelmezett USB tápegység kapacitása (Alapértelmezett USB táp). USB2.{2}} interfész 500 mA; Az USB3.2 interfész 900mA és 1500mA
2. BC1.2 (BatteryCharge 1.2) protokoll. 7,5 W-os, azaz 5V1,5A maximális teljesítményt támogat
3. USB Type-C Current 1,5A, maximum 7,5W, azaz 5V1,5A teljesítményt támogat
4. USB Type-C Current 3A, maximum 15W, azaz 5V3A teljesítményt támogat
5. USB PD (USB Power Delivery) protokoll, maximum 100 W-os, azaz 20V5A teljesítményt támogat
Ennek az öt tápegységnek a prioritásai sorrendben nőnek, és a tápegység teljesítménye is fokozatosan növekszik. A magas prioritású tápegység-képesség felülírja az alacsony prioritású tápegység-képességet. Ezek közül az alapértelmezett USB-táp, az USB Type-C Current 1.5A és az USB Type-C Current 3A az Rp érték konfigurálásával állítható be.
Amikor a két eszköz csatlakoztatva van, a nyelő megkapja a forrás tápellátási képességét az Rp és Rd feszültségosztó vRd értékének érzékelésével. Az alábbiakban az Rp érték, a vRd feszültségtartomány és a Source tápegység közötti megfelelő kapcsolat látható.
Ugyanakkor az eszköz másik CC-jét lebegve hagyta, vagy Ra{0}}k lehúzta. Ha Ra le van húzva, az azt jelenti, hogy az USB-C kábel beépített eMarker chippel rendelkezik, és a forrásnak át kell kapcsolnia a tűt VCONN-ra a kábel táplálásához.
Eddig kifejtettük, hogy a készülékek "felhúzást" vagy "lehúzást", vagy a kettő között váltakozva váltanak a Forrás, a Sink és a DRP meghatározására, valamint a Forrás tápellátási kapacitásának beállítására és meghatározására. az Rp ellenállás értéke és a vRd feszültség értéke. De hogyan valósul meg ez a folyamat? Hogyan kerüli el a Type-C a fordított vagy a helytelen töltést?