了解具有 USB-C 充电功能的笔记本电脑的双向电源

了解具有 USB-C 充电功能的笔记本电脑的双向电源

因此,我深入研究了 USB-PD 系统。我查看了 Type-C 端口的许多引脚排列。我意识到:当你可以通过此端口为设备充电时,它如何为普通 USB 设备供电?

我正在尝试创建一个包含电源和电池的移动“嵌入式”设备。里面的计算机有多个 USB 3.2 Gen2(A 型)端口,所以我决定将其中一些端口路由到外部,方便用户使用。其中一个将是 USB Type-C 端口;就在那时,我想:“等等 - 我可以用这个端口给设备充电!”

USB-C 引脚排列相当简单:引脚 6 和 7 是 USB 2.0 数据线,引脚 1 和 12 是地线,但 USB 2(/3.0)设备如何获取电源?

USB-C 引脚排列

我确实意识到有一个握手过程,用于处理提供和接受哪种电源,但是当您的端口支持双向电源时,端口中会发生什么?

如果您的设备是电源接收器,并且您将其拔下,则 CC 引脚上将没有任何电源。但是,如果您的设备是电源井,则应该有恒定的 +5V 1A 可用,对吗?现在想象一下您插入电源。电源方向何时以及如何改变?如果它没有改变,您可能会将 20V+ 和 5A 发送到(在我的情况下是 A 型)主板插座。这不可能是好事,对吧?

我也读过这篇文章但是它太模糊了:https://www.usb.org/usb-charger-pd

答案1

在尝试在 Electrical Engineering Stack Exchange 上提问后,我发现了一个回答回答我的问题。

遗憾的是,我的问题现在还没有解决,反而变得更加复杂,因为我现在需要使用微控制器来实现 USB-PD 规范的一部分。之前,我打算只将 USB-PD 电缆连接到一个假冒设备,其余部分连接到 A 型端口,这样就可以了,但是:将“其余部分”连接到 USB A 型端口不会有任何效果,因为要连接的设备现在会缺电。

我仍在寻找该案例的解决方案,但我想,EE Stack Exchange 更适合我。

编辑:

在深入研究了 USB-C 和 USB-PD 标准后,我找到了一个解决方案:让主机(DFP,向下端口)设备能够通过同一端口接受 USB-PD,此端口需要符合 DRP(双角色电源)标准。负责此操作的是一个芯片,它宣布设备功能并与另一端形成 DP 合同。

通常,这种芯片仅适用于 OEM,但当然,AliExpress 可以在这种情况下挽救局面:我的解决方案很可能是120W双向PD快充模块,基于芯海CS32​​G020K8U6。它将位于我的主板上的 Type C 端口、BMS/充电控制器和 USB 3.2 Gen2 Type A 接头之间,如下所示:

https://i.stack.imgur.com/J3OWy.png

可能会找到详细的设置这里

答案2

如果您的设备是电源接收器并且您拔掉它,则 CC 引脚上将没有任何电源。

正确的。

但是如果你的设备电源很好的话,应该有恒定的 +5V 1A 可用,对吗?

不,电源供应商也不会有任何 VBUS。

现在想象一下你插入电源。电源方向何时以及如何改变?但是当你的端口支持双向电源时,端口会发生什么?

任何 DRP 端口都必须在 CC 线上配备下拉 5k1 电阻(作为接收器)和 10-22-56k 上拉电阻(作为提供器),但不能同时配备。然后,DRP 会交替使用接收器广告(5k1 下拉电阻)和上拉电阻(源广告)关于每秒10到20次。

如果连接了另一个 DRP,它们都会切换广告,直到出现正确的(上拉 - 下拉)组合。然后 CC 控制器将停止切换,处于提供商模式的一端将提供 +5VSAFE VBUS。该过程将以一个方向或另一个方向结束,这将随机发生(因为切换频率是独立的)。

[如果您的第二个“合作伙伴”仅仅是电力供应商,它将等到 DRP​​ 进入消耗阶段(5k1 下拉),这将完成初始电力方向选择]

此初始 CC 级别协商后的最大功率将不超过 5V @3A。

如果需要更高的功率,则需要全面的 PD 通信,其中包括“PR_SWAP”等功能,当前充当接收器的设备可以接受或拒绝这些功能。还有更多功能,包括检查电缆功能和替代模式支持。

有几家公司提供带有嵌入式微处理器的 PD 控制器,如 TI、英飞凌、瑞萨等,但我担心它们的代码是专有的,不适合普通公众和 DIY 社区。

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