在設(shè)計一個移動電源 希望用type c接口作為輸入 type c 輸入后接一個buck converter
因為引腳有A1-A12 以及B1-B12 但我只需要實現(xiàn)電力功率的傳輸 不需要進行數(shù)據(jù)的傳輸 所以想知道Type c的插座(用來插Type c插頭的這個receiver)這些引腳中那些是我需要在PCB中定義并連接到buck的呢?
需要用到Vbus GND CC1和CC2
Type-C的功率協(xié)商復(fù)合PD(Power Delivery協(xié)議),PD通信可以協(xié)商電壓,電流,誰是負載誰是電源以及數(shù)據(jù)角色等等,還可以進行固件更新,低速的信息傳輸?shù)鹊?..
這里先把討論范圍限定成支持Type-C PD的負載和電源,并且負載和電源的角色不會改變
PD規(guī)定了2種調(diào)節(jié)電壓的方式:
1. 電源側(cè)的兩個CC線都有上拉電阻(Rp) 負載側(cè)兩個CC都有下拉電阻(Rd)
電源通過Rp的值來廣播自己的電流能力(0.5A 1.5A 3A),負載通過檢測Rd上的電壓來判斷電源的容量,電源通過Rp上的電壓判斷負載是否插入。
因為USB Type-C公對公的線里面只有1跟CC線是連接負載和電源的,所以Rp和Rd上的電壓被電源和負載用來判斷線纜的朝向。
另一跟沒有用到的CC腳,在某些情況下是用作Vcomm的,這是一個5V的小功率電源,一般由電源提供,來給帶芯片的線纜供電。
Rp和Rd的取值和電壓范圍參見USB Type-C標準:
值得注意的是這種方式并不能提高電源電壓,這是為了安全考慮的。
2. PD通信
1的方式實現(xiàn)起來比較簡單,也比較安全。但是PD允許經(jīng)過協(xié)商來調(diào)節(jié)總線電壓。PD自己定義了一套獨立于USB的通信協(xié)議,這個通信是半雙工的,在CC線上進行,可以實現(xiàn)電源,負載,線纜的三方通信。
PD通信的過程比較復(fù)雜,這里簡單描述
1. 當PD電源檢測到負載插入之后過一會兒向負載發(fā)送可提供的電源配置的列表 比如(5V 3A (必須有的), 9V 3A, 15V 3A, 20V 3A) (Source capability)
2. 負載回應(yīng)收到并且選擇一個合適的電源配置發(fā)給電源
3. 電源回應(yīng)收到,如果電源配置有效,電源會發(fā)送一個接受消息(Accept)
4. 負載回應(yīng)收到
5. 電源開始調(diào)整總線電壓,當新的總線電壓穩(wěn)定之后,電源會發(fā)送一個電源準備好的消息(PS Ready)
6. 負載回應(yīng)收到并在新的電壓下工作
這里省略了很多容錯的考慮,為了盡量簡單的展現(xiàn)PD電壓的協(xié)商過程,實際上PD還可以在協(xié)商完成之后再次協(xié)商。
最好不要把PD和QC做一個口上,雖然這樣方便使用。PD規(guī)范明確禁止了在同一個口上使用PD協(xié)商之外的調(diào)節(jié)總線電壓的方式。
PS:給自己打個廣告 這邊在坑純STM32實現(xiàn)的PD協(xié)議 開源 如果有興趣歡迎一起坑
REF: Type-C Specification, PD 3.0 Specification
我可能描述得不夠清楚。
現(xiàn)在我的移動電源的結(jié)構(gòu)是前段一個BUCK,BUCK輸出給電池充電,后端一個BOOST,BOOST輸出給需要的設(shè)備充電。
我現(xiàn)在希望BUCK的輸入口用TYPE-C,那么如果我需要連接Vbus 和GND這兩個引腳就作為BUCK的輸入電壓就可以了。
可是CC1CC2的連接要怎么連接呢?附上我做的USB-B的輸入原理圖。
我現(xiàn)在想知道我改怎么連接TYPE-C接口輸入和BUCK
不就已經(jīng)跟你說了, VBUS , CC1 , CC2 , GND , OK..........
現(xiàn)在你輸入要用TYPE-C 接口進來, 那麼你Buck對電池充電, 電源又來自Type C, 所以你一定要選擇一個PD充電器
1). 假如你的電池為4.2V, 那麼Buck 只需+5V, 而PD在初始電壓(無溝通時)就是+5V, 但是遇到PD內(nèi)有MOS開關(guān)的, 那麼保險起見你需要在CC1連接一顆電阻對地, 這時插入後MOS開關(guān)自己會打開
2). 假設(shè)你的電池電壓高於5V, 那麼變電壓只能你自己利用內(nèi)部MCU寫協(xié)議, 這是沒辦法的......
輸出端升壓給系統(tǒng)充電, 那麼你只需要一顆辨識協(xié)議IC就可以了, 這部份較簡單........
像這樣
你的作法就是C-in, C-out 上面說了, 主要是你電池用法, 當你使用電池為4.2, 那麼基本5V就可以充電, 所以你在type-c 母頭CC1用電阻接地, 此時PD 公頭連接後+5V會自動送出
若你用的電池為12.6V, 那則需要15V電壓輸入, 此時你就必須把自己當作一個系統(tǒng)對PD下指令, 讓PD Power輸出15V給你.......
Hi 版主,我有一個問題關(guān)于你說的我一定要使用PD充電器為我的POWER BANK充電。
如果我電池只做3.7V的,那么5V的輸入電壓足夠為我的電池充電,在這樣的情況下,普通的帶type-C非PD協(xié)議的充電器應(yīng)該是可以為我的POWER BANK充電的吧?
版主,非常不好意思,我還有一個問題想請教你。
第一個問題是,現(xiàn)在說只需要CC1電阻接地,CC2是Open,這樣我的5V輸入可以實現(xiàn)。可是對于一個一端usb一端type-c的線纜,它應(yīng)該本身就沒有定義CC1和CC2吧?那這樣源端沒有CC1和CC2的連接,我的吸端是否有必要還要連接CC1呢?
第二個問題是,如果我希望提供19V的電壓對BUCK充電,想這樣來實現(xiàn)讓power bank的Battery電流達到1C,實現(xiàn)快充。這樣的情況下,直接向Vbus提供19V的電壓,就可以實現(xiàn)的嗎?
我的意思是,在TYPE-C Specification里說Vbus將只能提供5V的電壓,但是如果我用一個電腦的適配器(19V)接上一個轉(zhuǎn)換接頭,然后接上一端USB一端type-C的線纜,相當于把Vbus與19V相連,這樣我的type-c sink能接收到19V嗎?
或者說,如果我讓兩個CC都Open,然后用電腦適配器加轉(zhuǎn)換接頭給TYPE-C提供19V電壓,這樣TYPE-C會有19V的電壓提供給BUCK嗎?
版主,非常不好意思,我還有一個問題想請教你。
第一個問題是,現(xiàn)在說只需要CC1電阻接地,CC2是Open,這樣我的5V輸入可以實現(xiàn)。可是對于一個一端usb一端type-c的線纜,它應(yīng)該本身就沒有定義CC1和CC2吧?那這樣源端沒有CC1和CC2的連接,我的吸端是否有必要還要連接CC1呢?
第二個問題是,如果我希望提供19V的電壓對BUCK充電,想這樣來實現(xiàn)讓power bank的Battery電流達到1C,實現(xiàn)快充。這樣的情況下,直接向Vbus提供19V的電壓,就可以實現(xiàn)的嗎?
我的意思是,在TYPE-C Specification里說Vbus將只能提供5V的電壓,但是如果我用一個電腦的適配器(19V)接上一個轉(zhuǎn)換接頭,然后接上一端USB一端type-C的線纜,相當于把Vbus與19V相連,這樣我的type-c sink能接收到19V嗎?
或者說,如果我讓兩個CC都Open,然后用電腦適配器加轉(zhuǎn)換接頭給TYPE-C提供19V電壓,這樣TYPE-C會有19V的電壓提供給BUCK嗎?
正規(guī)Type-C接法
如圖, 供電端為正規(guī)Type-C PD , 則你Power Bank 不需有PS去要求PD送出多少電壓
非正規(guī):
這種接法中, Type-C接口除了CC1,CC2 另外還需連接D+與D-, 因為QC系統(tǒng)需要D+D-控制, 在這類系統(tǒng)中, CC1是不需接地的, 而是" 當插入的是正規(guī)PD , 那麼只要求正規(guī)PD提供5V給你"
因為你的Power Bank 中並沒有PS系統(tǒng)來要求PD給你任何電壓....
假如你使用Adapter來供電
那麼就意味著你的供電端並不是PD, 則你再透過轉(zhuǎn)接並無意義......因為 PD控制也不是QC控制也不是....
首先,讓你了解電源結(jié)構(gòu)......
充電器做法分真PD電源,這種結(jié)構(gòu)是含協(xié)議IC, 且VBUS會有一組MOS開關(guān),輸出帶TYPE-C公頭Cable,當接入系統(tǒng)后,由系統(tǒng)透過CC1或CC2溝通后,電源拉到額定電壓,此時MOS開關(guān)打開,電壓送出去給系統(tǒng)
另一同樣真PD,但屬消費性是只帶TYPE-C母頭,而公對公Cable讓使用者自幾買,電壓標準就是5V,9V,15V,20V.........
而重點是MOS開關(guān),因為PD有插拔測試,當C頭拔掉后,VBUS電壓在一定時間內(nèi)要掉回5V,這是考慮: 假設(shè)PD連接NOTEBOOK后,電壓拉上20V, 此時把Cable拔掉再插入平板,而當Cable拔掉后,電源處于空載,若沒有MOS開關(guān),那么等于20V灌入平板,那么平板供電為5V,20V灌入當然平板就掛了,所以必須裝MOS開關(guān),且協(xié)議IC也必須帶自動放電電阻,才可過插拔測試...... 這關(guān)鍵因素先記住
所以你要用PD當供電,那你的POWER BANK必須模擬系統(tǒng),才可以選擇電壓與打開MOS開關(guān).......
另一種電源是屬于假PD但含QC系統(tǒng),它可能帶USB-A頭或TYPE-C母頭,VBUS不帶MOS開關(guān),因為初始電壓就是5V,,而內(nèi)部帶的是QC辨識IC,溝通是透過D+與D-,當插入TYPE-C系統(tǒng)時只有+5V供電,不須CC1與CC2
沒MOS開關(guān),所以插入即充電,但必須連接D+與D-,因為QC是以這兩線溝通,在QC系統(tǒng)必須可變電壓,這在TYPE-C Connector內(nèi)有定義,所以Cable要用 C to A 或 A to C或 C to C 就隨你
所以,假設(shè)你沒有TYPE-C系統(tǒng)IC,那5V是唯一選擇,那么重點來了..... 假如你拿的是一個真PD電源,那你又沒有模擬系統(tǒng)與協(xié)議IC溝通,那么MOS開關(guān)是打不開,所以你怎插都沒電,解決這問題只要在CC1連接一顆5.1K電阻下地,在Cable連接后,MOS開關(guān)就會打開,但電壓無法變,因為你沒有系統(tǒng)模擬IC,所以初始5V就給你充電.......
以上問題你要是了解,那POWER BANK供電端你可以自設(shè),除了輸出端必須加協(xié)議IC外,輸入端就看你如何選擇........