USBtypeC的PD快充充电协议-快速⼊门
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对于USB TYPE C的PD快充这块来说,熟悉的⼈很熟悉,不熟悉的⼈,那就是不熟悉啊。
⾸先,我们从最简单的说起,看下图,先认识⼀下我们常见⼿机充电的需要的USB接⼝。
TYPE A呢就是我们⽇常⽣活中最常见的⼀种 USB 接⼝了;
Micro B呢是移动设备,如安卓⼿机中采⽤的是 Micro USB 接⼝,不过现在新⼿机很多改⽤TYPE C;
TYPE C 呢就是我们现在⽂章要说的这种,优点很多,USB接⼝统⼀性,正反插,传输数据还有充电都是更强。
注意⼀点是:我们常说的USB1.0,USB2.0,USB3.0,USB3.1,这种完整名称是:USB传输协议。上图的是USB接⼝,传输协议跟USB接⼝是两码事,
下图是USB type C接⼝的标准引脚:24 PIN,可以看出把普通USB接⼝兼容,和影像,数据传输(如HDMI、DVI、VGA接⼝)都能兼容,就是说以后只需要⼀条USB Type C接⼝即可完成。我们这次讲的是供电充电这块的,所以当USB type C只⽤于供电时(如充电宝,适配器,车充,排插等),可以不需要标准的24 PIN,可以去掉如A2,A3,A8,A10,A11,B2,B3,B8,B10,B11等PIN脚,这些USB 接⼝⼚商已经有这样的,可以省成本.
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USB-PowerDelivery既我们常说的USB PD快充协议,PD快充
USB-PowerDelivery既我们常说的USB PD快充协议,PD快充。是由USB-IF组织制定的⼀种快速充电规范。USBPD透过USB电缆和连接器增加电⼒输送,扩展USB应⽤中的电缆总线供电能⼒。该规范可实现更⾼的电压和电流,输送的功率最⾼可达100⽡,并可以⾃由的改变电⼒的输送⽅向(如充电宝的输⼊输出充电⼝和移动设备的双向充电,⽬前只有如IPAD PRO,华为MATE20)。
USBPD和Type-C的关系容易混淆,type c是⼀种接⼝规范,默USB PD协议是在 USBType C接⼝上诞⽣的快充充电协议。所以有些⼈对于USBPD和Type-C的关系容易混淆
认最⼤⽀持5V3A的充电,但在type C接⼝实现PD协议后,将可以把充电功率最⼤⽀持到:18W,30W,45W,60W等甚⾄到最⼤的100W。⽬前市场上很多品牌已经有⽀持PD快充的⼿机(iphone8以上机型,⼩⽶,华为,三星,诺基亚,努⽐亚,锤⼦,索尼,魅族,雷蛇,奇
⽬前市场上很多品牌已经有⽀持PD快充的⼿机
酷,HTC,LG等,2),2019年将会有更多的机型爆发出来,⼿机充电功率⼀般以18W为主,如果要做PD充电产品(如充电宝,适配器,车充,排插等),18W的建议搭配FP6606C的PD快充协议芯⽚,来做充电宝,适配器,车充,排插等等。
或许有的⼈还没开始接触QC3.0或者QC2.0快充,需要了解 {点击这⾥} 。这⾥不做介绍. 不过需要讲的是,QC3.0/2.0和⽬前的PD快充,是⾼压快充(9V,12V,15V,),20V是笔记本。
QuickCharge3.0/2.0是纯快速充电的协议,专注的只有充电,只能单向电能传输。协议是通过D+,D-⼿机和协议芯⽚来通讯进⾏握⼿匹配,然后再提⾼改变V+(输出电压),使充电功率增加,充电就更快。
USB-PowerDelivery (USB PD看似只是电源传输与管理的协议,实际上它可改变端⼝⾓⾊,可与有源电缆通讯,允许成为受电设备等诸多⾼级功能,就是⼿机给另外⼀部⼿机的反向充电,这个知道就可以了。USB PD协议是通过 type C⼝独有的CC 引脚来进⾏通讯,同时type C⼝也是有D+,D-,这点就不说了。
QC3.0/2.0和USB PD的通讯引脚不⼀样,所以我们在做PD充电器/充电宝和车充时,可以做到既能⽀持QC和PD的快充产品出来。如这款PD快充协议芯⽚:FP6606C(规格书下载:www.szparkson)
USB PD快速充电通信原理:(知道下就可以了)
USBPD的通信是将协议层的消息调制成24MHZ的FSK信号并耦合到VBUS上或者从VBUS上获得FSK信号来实现⼿机和充电器通信的过程。如图所⽰,在USB PD通信中,是将24MHz的FSK通过cAC-Co
upling耦合电容耦合到VBUS上的直流电平上的,⽽为了使24MHz的FSK不对PowerSupply或者USBHost的VBUS直流电压产⽣影响,在回路中同时添加了zIsolation电感组成的低通滤波器过滤掉FSK信号。
US BPD的原理,以⼿机和充电器都⽀持USBPD为例讲解如下:
1)USBOTG的PHY监控VBUS电压,如果有VBUS的5V电压存在并且检测到OTGID脚是1K下拉电阻(不是OTGHost模式,OTGHost模式的ID电阻是⼩于1K的),就说明该电缆是⽀持USBPD的;
2)USBOTG做正常BCSV1.2规范的充电器探测并且启动USBPD设备策略管理器,策略管理器监控VBUS的直流电平上是否耦合了FSK信号,并且解码消息得出是CapabilitiesSource消息,就根据USBPD规范解析该消息得出USBPD充电器所⽀持的所有电压和电流列表对;
3)⼿机根据⽤户的配置从CapabilitiesSource消息中选择⼀个电压和电流对,并将电压和电流对加在Request消息的payload上,然后策略管理器将FSK信号耦合到VBUS直流电平上;
4)充电器解码FSK信号并发出Accept消息给⼿机,同时调整PowerSupply的直流电压和电流输出;
5)⼿机收到Accept消息,调整ChargerIC的充电电压和电流;
6)⼿机在充电过程中可以动态发送Request消息来请求充电器改变输出电压和电流,从⽽实现快速充电的过程。