ZHCY216 November   2024

 

  1.   1
  2.   引言
  3.   USB Type-C® 的基础知识
    1.     摘要
    2.     USB-C 数据速度和功率级别
    3.     数据和电源角色
    4.     USB-C 引脚排列和可正反插接
    5.     USB-C 电缆检测和方向
    6.     何时需要 USB PD 控制器？
  4.   USB Type-C® 的发展历程
    1.     摘要
    2.     USB 连接器基础知识
    3.     USB 和 USB PD 协议发展历程
    4.     USB-C 与 USB PD
    5.     USB PD 3.1 规范的演变
  5.   USB Type-C® 和 USB PD 规格简介和概述
    1.     摘要
    2.     USB-C 连接
    3.     VCONN 和消息类型
    4.     通过 CC 线协商 USB PD 功率
    5.     数据角色交换
    6.     电源角色交换
    7.     USB PD 交替模式简介
    8.     EPR 简介
  6.   通过 USB Type-C® 传输 USB 信号
    1.     引言
    2.     通过 Type-C 传输 USB 2.0 信号
    3.     低速和全速
    4.     高速
    5.     低速、全速和高速数据速率
    6.     USB 2.0 信号完整性
    7.     通过 USB-C 实现 SuperSpeed 信令
    8.     SuperSpeed 启动速度协商
    9.     SuperSpeed 信号完整性难题
  7.   USB Type-C® 的信号多路复用
    1.     USB-C USB 2.0
    2.     USB-C USB 3
    3.     USB PD DisplayPort™ 交替模式多路复用
    4.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 C
    5.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 D
    6.     DisplayPort 源设备 (DFP_D) 引脚分配 E
    7.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 C
    8.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 D
    9.     DisplayPort 接收端设备 (UFP_D) 引脚分配 E
  8.   USB4
    1.     USB4 概述
    2.     USB4 发现和进入流程
    3.     USB4 系统
    4.     边带通信
    5.     USB4 通道和数据速率
    6.     损耗预算
    7.     通过 SBU1 和 SBU2 支持 DisplayPort 交替模式和 USB4
  9.   eUSB2 简介
    1.     摘要
    2.     eUSB2 概述
    3.     eUSB2 模式
    4.     其他特性
  10.   扩展功率范围 (EPR)
    1.     摘要
    2.     什么是 EPR？
    3.     技术规格
    4.     安全影响 >100W
    5.     处理与 TI PD 控制器的功率协商
    6.     结语
  11.   USB Type-C® 和 USB 电力输送常见用例和方框图
    1.     5V USB-C 仅供电方端口（无 USB PD）
    2.     基本功能块
    3.     具有 USB 3.0 数据功能的 5V USB-C 仅供电方端口（无 USB PD）
    4.     5V USB-C 仅受电方端口（无 USB PD）
    5.     5V USB-C DRP（无 USB PD）
    6.     具有 USB PD 的 20V USB-C 仅供电方端口
    7.     具有 USB PD 的 20V USB-C 仅受电方端口
    8.     具有 USB PD 和 DisplayPort™ 交替模式的 5V 供电方、20V 受电方 USB-C 端口
    9.     具有 USB PD 和电池充电器的 20V
  12.   终端设备特定方框图
    1.     摘要
    2.     笔记本电脑和工业 PC
    3.     扩展坞
    4.     Bluetooth® 扬声器
    5.     Wi-Fi® 路由器和智能扬声器
    6.     电动工具
  13.   TI PD 控制器的优势
    1.     摘要
    2.     针对常见设计挑战的 TI 解决方案
      1.      TI 提供高度集成的解决方案
      2.      TI 提供简单的配置工具
      3.      TI 产品经过严格验证并已获得 USB-IF 认证
    3.     使用 TI PD 控制器的其他优势
      1.      TI 提供完整的参考设计
      2.      TI 提供出色的客户支持
      3.      结语

TI 提供高度集成的解决方案

挑战：大多数 PD 控制器并未将所需的所有必要电源路径集成到其解决方案中，这导致过流保护 (OCP)、过压保护 (OVP) 和反向电流保护 (RCP) 性能较差。最终用户需要设计单独的电源路径，或者购买 5V 或高压 (HV) 负载开关。这导致最终用户面临着总体解决方案尺寸较大和总物料清单 (BOM) 成本较高的问题。

解决方案：TI 提供了完整的独立 USB-C PD 解决方案，其中集成了系统设计人员设计 USB-C PD 系统时所需的所有必要电源路径和其他功能。图 61 展示了 TI PD 控制器的简化方框图。请注意，集成式场效应晶体管 (FET) 用作内部电源路径，为最终用户节省了设计额外 5V 或高压电源路径的麻烦。同时，集成的无电电池低压降 (LDO) 稳压器生成 3.3V 电源轨，帮助在电池电量耗尽的情况下为系统的一部分供电。内部电源路径保护功能提供了强大的 RCP、OVP 和 OCP。此外，TI PD 控制器还集成了可承受 26V 的 CC 引脚，用于在连接不兼容的设备时提供强大的保护功能。凭借高度集成的设计，TI PD 控制器消除了固件开发或外部微控制器的需求。

TI PD 控制器设计图 61 TI PD 控制器设计

另一方面，典型的 PD 控制器产品通常集成度较低，系统设计人员需要投入更多的设计工作和额外的材料，才能构建完整的系统。图 62 展示了一个典型的 PD 控制器设计。由于这类解决方案集成的功能少得多，系统设计人员需要自己完成大量的设计工作，才能实现完整的 USB-C PD 解决方案。由于没有内部电源路径、无电源路径保护、无电池无电 LDO，并且通常没有 BC 1.2 协议模块，设计工作完全由最终用户完成。由于需要多个额外的芯片和 FET，使用典型的 PD 控制器可能是一种效率低下、复杂且昂贵的解决方案。

典型的 PD 控制器设计图 62 典型的 PD 控制器设计

总体而言，通过高度集成的设计，TI 能够提供业界超小的总体解决方案尺寸，同时保持超低的总 BOM 成本。通过内置的电源路径管理和其他功能，TI 提供了一种完整的单芯片解决方案，节省了最终用户在搜索其他器件以完成其 USB-C PD 系统时所面临的麻烦和成本。