当我第一次听说电影《蝙蝠侠大战超人:正义黎明》时,我的内心是疑惑的,因为这两位可都是“好人”。而适用新一版USB功率输送(PD)规则(版次:1.0a)的USB已限量发布,这就导致了一个类似问题:究竟哪个版本的USB PD可以适用你的设备?
USB PD 3.0的发布并不意味着USB PD 2.0的完结和过时。尽管现在USB 3.1都有了,很多应用仍在持续使用USB 2.0。同样的,无论是3.0还是2.0,他们都是进行USB功率输送的靠谱选择,且二者具有一定的互操作性。
我们需摒弃USB PD 2.0和3.0遵循的是不一样的电压分布或幂规律的错误想法。对于这两种PD来说,所遵循的幂规律都是一样的。其中最重要的规律包括:
超过15W的源应显示为5V和9V。
超过27W的源应显示为5V、9V和15V。
超过45W的源应显示为5V、9V、15V和20V。
USB PD 3.0可反向兼容USB PD 2.0。所有的USB PD 3.0的库与源均要求可与USB PD 2.0库与源完全兼容,即所有的USB PD 3.0设备必须通过USB PD 2.0的符合性测试。从USB应用者论坛(IF)的角度来看,USB PD 3.0和USB PD 2.0都属一种USB产品。在发布USB标识验证时,USB应用者论坛也不会将二者区分开来单独发布。
表1所示的是在USB PD 3.0规范中列出的两种产品的实际区别。
USD PD 3.0新特色 | 功能 |
报警数据消息(可选) | 汇报系统改变或突发事件,如过压或过载电流 |
电池状态数据消息(电池系统必备) | 汇报电池充电状态 |
源功能延伸(可选) | 汇报关于源的其他信息,如保压时间和触摸温度 |
状态延伸消息(可选) | 汇报当前内部温度计当前输入电源状态 |
电池功能延伸消息(电池系统必备) | 汇报电池设计容量及上次完全充电容量 |
生产商信息延伸消息(可选) | 申请和发送生产商定义字符机制 |
固件(FW)升级延伸信息(可选) | USB固件升级条例应用机制 |
安全延伸消息(可选) | USB认证应用机制 |
与电缆通讯更严格控制(必备) | 仅VCONN源可与电缆插头电子制造商通讯 |
源协调碰撞避免(必备) | 更加稳健的机制,可避免源与库同时在典型电源协议之外发送消息。USB PD 2.0配置有碰撞避免机制,但鉴于新增了更多可选消息,可认为USB PD 3.0相比之下更加稳健。 |
快速角色切换机制(可选) | 从库到源进行双角色快速切换,防止USB数据漏码。不适用单库式和单源式设备。 |
无支持控制消息(必备) | 通知端口不支持某特定消息的方式。旨在帮助USB PD 3.0在未来开发更多功能和选项。 |
更高的数据荷载(可选) | 部分可选新延伸功能的字符超过最长28字节USB PD 2.0最高数据荷载。USB PD 3.0可发送更长字节消息。适配此更长字节消息的系统必须同时支持可以更小“块”发送此类长字符消息。 |
表1:USB PD 3.0新功能列表
为什么现在仍选择USB PD 2.0?
以下是两类我认为不应使用USB PD 3.0的设备,因为会带来支持3.0新要求和功能的额外负担。
首先是最简单的单库式设备。这类设备所需的仅仅是电源协调。USB PD 3.0的众多新功能中没有一个能给此类设备带来任何实际的系统效益,除非要求进行设备USB认证,或设备想汇报从电池至源的复杂信息。
其次,简易的单源式设备无法利用库的额外信息,这意味着设备或许根本无需任何USB PD 3.0的任何新式功能。TI最近为此类设备发布了TPS25740和TPS25740A。
USB应用者论坛从2015年8月开始验证USB PD 2.0硅,并最终在2016年6月完成合规性程序,而在这之前的3月,当USB PD 2.0规范稳定在1.2版次,合规性测试都还没有展开,USD应用者论坛也没有宣布USB PD 3.0硅合规性测试的相关日程。
最后,系统设计方不应机械的认为他们的设备一定要能适配USB PD 3.0。USB PD 3.0对某特定设备是否必需取决于该设备是否需要3.0的这些新功能。USD PD 2.0规范已经成熟,且更加简易,对很多设备来说,是比USB PD 3.0更大的优势。这就是我为什么认为现在仍应选择USB PD 2.0的原因。
其他信息
阅读应用手册:“TPS65982在USB-PD‘幂规律’下设计支持电压”
参考以下内容,开始你自己的设计:
USB-C DFP, 20V/3A 输出,通用输入交流电参考设计
C类USB 5V/12V/20V 控制卡片参考设计
阅读德州仪器在线支持社区博文:
“电源小贴士:C类USB设备电源分享。”
“为什么Iq对C类USB很重要?”