USB Type-C
USB TYPE-C全功能引脚图
端口类型
数据:
· 下行端口(Downstream Facing Port,DFP) :主机 / 下行集线器端口。典型示例为传统的标准 Type-A 端口。
· 上行端口(Upstream Facing Port,UFP) :设备 / 上行集线器端口。典型示例为传统的标准 Type-B 端口。
· 双重角色端口(Dual-Role Port,DRP) :连接事件发生前,在 DFP 端口和 UFP 端口之间切换的端口。初始连接事件后,可通过 USB 供电协议协商进行动态交换。
供电:
· 拉电流电源 / 供电设备 :5V-20V 时的拉电流最多为 5A。典型示例为传统的标准 Type-A 端口。
· 灌电流电源 / 耗电设备:5V-20V 时的灌电流最多为 5A。典型示例为传统的标准 Type-B 端口。
引脚定义
Type-C 分公母头(插头与插座),两者引脚大部分呈镜像分布。
Type-C 插座:
Type-C 插头:
对接示意图(全功能):
引脚功能描述:
引脚 |
名称 |
功能 |
详细说明 |
---|
A1 |
GND |
接地 |
— |
A2 |
TX1+ |
USB3.1 或备用模式 |
与TX1- 共同构成 10 Gbps 差分对 |
A3 |
TX1- |
USB3.1 或备用模式 |
与TX1+ 共同构成 10 Gbps 差分对 |
A4 |
VBUS |
电源 |
最低支持60W(与所有 VBUS 结合使用) |
A5 |
CC1 |
CC 或 VCONN |
用于方向检测、电流能力通告检测及USB2.0 BMC 通信 |
A6 |
D+ |
USB2.0 |
— |
A7 |
D- |
USB2.0 |
— |
A8 |
SBU1 |
备用模式 |
低速边带信号,仅供备用模式使用 |
A9 |
VBUS |
电源 |
最低支持60W(与所有 VBUS 结合使用) |
A10 |
RX2- |
USB3.1 或备用模式 |
与RX2+ 共同构成 10 Gbps 差分对 |
A11 |
RX2+ |
USB3.1 或备用模式 |
与RX2- 共同构成 10 Gbps 差分对 |
A12 |
GND |
接地 |
— |
B1 |
GND |
接地 |
— |
B2 |
TX2+ |
USB3.1 或备用模式 |
与TX2- 共同构成 10 Gbps 差分对 |
B3 |
TX2- |
USB3.1 或备用模式 |
与TX2+ 共同构成 10 Gbps 差分对 |
B4 |
VBUS |
电源 |
最低支持60W(与所有 VBUS 结合使用) |
B5 |
CC2 |
CC 或 VCONN |
用于方向检测、电流能力通告检测及USB2.0 BMC 通信 |
B6 |
D+ |
USB2.0 |
— |
B7 |
D- |
USB2.0 |
— |
B8 |
SBU2 |
备用模式 |
低速边带信号,仅供备用模式使用 |
B9 |
VBUS |
电源 |
最低支持60W |
B10 |
RX1- |
USB3.1 或备用模式 |
与RX1+ 共同构成 10 Gbps 差分对 |
B11 |
RX1+ |
USB3.1 或备用模式 |
与RX1- 共同构成 10 Gbps 差分对 |
B12 |
GND |
接地 |
— |
供电协议:
模式 |
标称电压 |
最大电流 |
---|
USB2.0 |
5V |
500 mA |
USB3.0/USB3.1 |
5V |
900 mA |
USB BC1.2 |
5V |
1.5A |
USB Type-C Current @ 1.5A |
5V |
1.5A |
USB Type-C Current @ 2.0A |
5V |
3.0A |
USB PD |
最高20V |
最高5A |
CC 引脚
在USB Type-C规范中,主机(下行端口,DFP)通过CC1和CC2引脚使用上拉电阻(Rp)来向设备(上行端口,UFP)指示其供电能力。具体的上拉电阻值会影响设备检测到的电流能力,以下是一个典型的电阻值与对应的电流能力表:
Rp电阻值(千欧) |
供电电流能力 |
---|
56千欧 |
Default USB Power (500 mA for USB 2.0, 900 mA for USB 3.0) |
22千欧 |
1.5A |
10千欧 |
3A |
工作原理 :
上拉电阻 (Rp):用于DFP(主机)端,通过连接到3.3V或5V的电源,告知UFP(设备)DFP可以提供的电流。
下拉电阻 (Rd):用于UFP(设备)端,通过连接到地,以检测DFP的供电能力。
当设备(UFP)连接到主机(DFP)时,它会通过CC1或CC2引脚检测到相应的电压,这个电压由DFP的上拉电阻(Rp)决定,并根据表中的电阻值来判断主机的供电能力。
正反向检测 :
在USB Type-C的连接中,CC1和CC2引脚用于正反向检测:
如果CC1检测到有效的上下拉(即检测到Rp),则表示连接为正向。
如果CC1没有检测到有效的上下拉,但CC2检测到了,则表示连接为反向。
具体步骤
-
连接时:
DFP通过上拉电阻(Rp)将CC1和CC2引脚分别上拉至3.3V或5V。
UFP通过下拉电阻(Rd)将CC1或CC2引脚拉至地。
-
电缆插入:
如果插入方向使得CC1引脚接触到DFP的上拉电阻(Rp),则CC1会被上拉,UFP检测到相应的电压,表示正向连接。
如果插入方向使得CC2引脚接触到DFP的上拉电阻(Rp),则CC2会被上拉,UFP检测到相应的电压,表示反向连接。
电压检测与电流能力
Default USB Power:当Rp为56 kΩ时,CC引脚的电压范围约为0.8V至2.2V。
1.5A:当Rp为22 kΩ时,CC引脚的电压范围约为1.6V至3.0V。
3A:当Rp为10 kΩ时,CC引脚的电压范围约为2.7V至3.6V。
通过这种机制,UFP可以检测到实际的电压并确定DFP的供电电流能力,从而实现安全有效的供电和通信。
总结:
通过上述文章的学习我们主要了解了USB设备兼容性、数据传输速度、电源供应能力、连接器类型,通过了解这些内容可以帮助我们更好的选择合适的设备、提高传输效率、满足电源需求,同时掌握USB接口标准也可以更好地理解和应用USB技术。
最后祝大家在学习的过程中都能收获满满!