2017年蘋(píng)果發(fā)布的iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X三款機(jī)首次支持USB PD快充，刺激了整個(gè)手機(jī)市場(chǎng)，幾乎所有主流的手機(jī)廠商都已將USB PD快充納入到了手機(jī)的充電配置。2018年新iPad Pro也棄用了Lightning接口與耳機(jī)孔，更換為通用性更高、功能更全、性能更強(qiáng)的USB-C接口。

從各大手機(jī)廠商和芯片原廠的布局來(lái)看，USB PD快充將成為目前手機(jī)、游戲機(jī)、筆記本電腦、Pad等電子設(shè)備的首選充電方案，而USB Type-C也將成為下一個(gè)十年電子設(shè)備之間電力與數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ唤涌?，USB PD快充協(xié)議大一統(tǒng)的局面即將到來(lái)。

MPS公司的本次直播活動(dòng)也緊跟風(fēng)口，邀請(qǐng)到了我們 MPS應(yīng)用技術(shù)市場(chǎng)資深經(jīng)理龔軍勇先生，為大家講解一下USB Type-C 和 PD的基礎(chǔ)知識(shí)、電源解決方案、控制協(xié)議解決方案，助力工程師從目前的 USB Type-A 快速過(guò)渡到 USB Type-C 及 PD，并熟悉和掌握車(chē)載 USB 充電方案的系統(tǒng)級(jí)需求及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

實(shí)力吸睛：Type-C 和USB-PD憑借自身優(yōu)勢(shì)，堪稱(chēng)史上最“強(qiáng)”的接口！

更寬的電源范圍：支持信號(hào)傳輸，兼具數(shù)據(jù)和視頻傳輸能力

更強(qiáng)的電力傳輸能力：PD可以支持最大20V/5A功率傳輸, Type-C可以支持最大15W

更快的傳輸速率：支持20Gbps的高速USB3.2傳輸速率

更薄更靈活的設(shè)計(jì)：端口纖薄體積小，采用無(wú)方向的正反插結(jié)構(gòu)

更多的擴(kuò)展可能：向下兼容USB Type-A, USB2.0；支持模擬或者數(shù)字音頻，支持?jǐn)?shù)字視頻，如Display Port, HDMI, Thunderbolt

技術(shù)干貨：Type-C內(nèi)部電源管理設(shè)計(jì)

具有方向性：供電端（Source）和受電端（Sink）

a.供電端默認(rèn)關(guān)閉，CC線內(nèi)部上拉，通過(guò)插入受電端時(shí)連接到下拉電阻，將CC端的電壓拉低到2.4V以下來(lái)識(shí)別，啟動(dòng)供電端。

b.供電端和受電端都可以檢測(cè)設(shè)備的插入情況。

雙向傳輸（Dual role/DRP）：既可以供電，也可以受電

技術(shù)干貨：基于Type-C接口和握手的USB PD，又該如何設(shè)計(jì)呢？

當(dāng)然，不是什么時(shí)候都需要使用USB PD，僅在功率大于15W (5V @ 3A) 時(shí)，需使用 USB PD。

USB PD的特性主要有：

可將 Vbus 電壓最高增加至 21V (可提供 7 種不同電壓選擇)

可將 Vbus 電流最高增加至 5A

可支持加密的握手和通信

異常情況下可支持動(dòng)態(tài)交換角色：power, data, 和 Vconn roles

可支持Alternate Modes，比如 DisplayPort, Thunderbolt, 和 HDMI

可支持智能電源管理，比如筆記本電腦和 USB hubs

USB PD具體是如何工作的呢？

先建立Type-C的握手連接，在此基礎(chǔ)上發(fā)送PD命令；

PD通信信號(hào)為一個(gè)300kHz，低電平為0，高電平為1.1V的脈沖信號(hào)。采用BMC編碼形式。

直播中，還安利了USB PD2.0的輸出電壓種類(lèi)：

USB PD2.0規(guī)定了多大的功率就應(yīng)該出哪幾檔電壓。舉例來(lái)說(shuō)，如果輸出功率為45W那么就應(yīng)該輸出5V/9V/15V@3A，而不需要出現(xiàn)20V這一檔電壓。

另外，PD3.0功率規(guī)則也是類(lèi)似，只是增加了可變輸出電壓檔位。

以及，PD協(xié)議又是怎么握手的呢？

簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是一問(wèn)一答式：主機(jī)先檢測(cè)Type-C線材為3A還是5A，然后決定發(fā)3A還是5A的電流。

接下來(lái)就廣播該主機(jī)可以支持的輸出電壓種類(lèi)，從機(jī)會(huì)響應(yīng)和請(qǐng)求一個(gè)需要的電壓電流PDO，然后主機(jī)再回復(fù)接受。這樣，一次電壓握手就完成了。

直播中，除了和大家分享了Type-C和USB PD的設(shè)計(jì)技術(shù)干貨之外，對(duì)于當(dāng)前流行的車(chē)載USB充電設(shè)計(jì)，我們的專(zhuān)家也做了詳盡的解析和分享。

實(shí)戰(zhàn)操作：大牛手把手教你如何設(shè)計(jì)車(chē)載USB的電源

首先，了解一下車(chē)載USB口的應(yīng)用場(chǎng)景，主要分為3種：娛樂(lè)導(dǎo)航上的USB口、扶手箱內(nèi)的USB HUB、后排座子充電USB口。

針對(duì)這些應(yīng)用，它的實(shí)際需求又有哪些呢？我們的專(zhuān)家給出了全面的總結(jié)：

模塊輸入防反插電路

模塊輸入Pulse電壓測(cè)試：模擬自動(dòng)啟停，瞬態(tài)高壓，負(fù)壓，load dump等測(cè)試

EMC兼容性

模塊溫升管理，過(guò)熱保護(hù)

USB輸出電壓線損補(bǔ)償，輸出過(guò)流保護(hù)，短電池保護(hù)等

充電協(xié)議兼容性認(rèn)證

：

采用Buck-Boost電源變換器，滿足6V-36Vin轉(zhuǎn)5V/9V/15V/20V的輸出；

接口握手芯片的選型：PD控制器/DCP 或 CDP 或 QC3.0握手等，根據(jù)需求來(lái)選型。

上行數(shù)據(jù)信號(hào)輸送（如導(dǎo)航系統(tǒng)）

【一個(gè)Type-C 5V/3A帶通信功能的USB口設(shè)計(jì)案例】— MPS的產(chǎn)品型號(hào)：MPQ4482-C

主芯片提供的功能有：

? 12V->5V/3A高效Buck

? 低阻抗Type-C開(kāi)關(guān)，進(jìn)行限流和線補(bǔ)檢測(cè)

? Type-C控制協(xié)議 USB2.0 CDP握手協(xié)議

<具體的設(shè)計(jì)要求和需要注意的地方，我們的專(zhuān)家在直播中給大家做了詳細(xì)的講解>

最后，直播中還分享了MPS的參考設(shè)計(jì)并進(jìn)行了在線Demo演示： 此設(shè)計(jì)采用Buck-Boost 控制器 + PD控制器，可支持 5V/9V/15V/20V/3.3-21V@5A PPS 輸出。

我想，最令大家期待的環(huán)節(jié)當(dāng)然還是在線演示咯！

直播中給大家在線演示了100W車(chē)規(guī)級(jí)USB PD參考設(shè)計(jì)板的工作過(guò)程，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，令人印象深刻。