USB Type C接口的充电功效

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USB Type C接口的充电功效

2022-10-21

随着Type-C接口在手机、电脑等便携装备上普及，，，，，，，一样平常使用中或许会遇到如下问题。。。。。。。。

1. 为什么这个Type-C充电器充电这么慢？？？？？？？？

2. 电脑的Type-C充电器能给手机充电吗？？？？？？？？

3. PD充电？？？？？？？？Type-C充电？？？？？？？？有什么区别？？？？？？？？

要解答以上几个问题，，，，，，，就得相识一下基本设计了。。。。。。。。

快充 VS 慢充

通俗充电，，，，，，，使用USB Type-A Standard接口转USB Type-B Micro接口的毗连线给手机充电。。。。。。。。

充电头端的USB Type-A Receptacle作为电源输入端，，，，，，，毗连手机端的USB Type-B Micro接口作为电源输出端。。。。。。。。

在没有充电协议的加持下，，，，，，，充电器最大只能对外提供5V@900mA（USB3.0 是 900mA，，，，，，，USB2.0是500mA）的充电功率。。。。。。。。

这是USB Type-A/B接口的硬件设计规范，，，，，，，那么这样的设计最大提供 4.5W的充电功率。。。。。。。。

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使用USB Type-A Plug 转USB Type-C Plug的毗连线给手机充电。。。。。。。。

充电头端的USB Type-A Receptacle作为电源输入端，，，，，，，毗连手机端的USB Type-C接口作为电源输出端。。。。。。。。

Type-C接口划定，，，，，，，Power Source端供电能力取决于cc上的Rp电阻。。。。。。。。

Power Sink端cc下拉Rd=5.1K，，，，，，，凭证cc分压即可确定Power Source端的供电能力。。。。。。。。

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一样平常来说，，，，，，，Type-A Plug转Type-C Plug的毗连线，，，，，，，Type-C端的Rp会声明其支持5V@3A的供电，，，，，，，可是得配套专用的充电头。。。。。。。。

由于转接线和充电头可能不是配套的。。。。。。。。若是充电头端的USB Type-A Receptacle只能提供5V@900mA，，，，，，，那么纵然转接线Type-C Plug端Rp声明为 5V@3A，，，，，，，也没法给手机最大提供5V@3A的充电功率，，，，，，，尚有可能损坏充电头。。。。。。。。

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在没有充电协议的加持下，，，，，，，Type-C转接线最大可以支持 5V3A的充电功率，，，，，，，即最大15W的充电功率。。。。。。。。

这就是Type-C充电，，，，，，，属于硬件设计规范。。。。。。。。

快速充电

现实上，，，，，，，不管是Type-C接口，，，，，，，照旧Micro USB接口，，，，，，，都泛起过支持凌驾硬件接口设计规范充电功率产品。。。。。。。。

这些都是快充协议的收获，，，，，，，并且大都是使用转接线中的USB2.0 D+/-两个线完成通讯。。。。。。。。

注重，，，，，，，这里的通讯不是USB通讯，，，，，，，只是使用D+/-两根线，，，，，，，设计的通讯协议罢了。。。。。。。。这种协议属于私有协议，，，，，，，各家设计均不相同，，，，，，，详细协议此文不作先容。。。。。。。。

可是，，，，，，，快充的原理都是通过私有协议协商后，，，，，，，充电器端会提高充电电流或者充电电压，，，，，，，以知足装备快充。。。。。。。。

手机市场重大，，，，，，，各家虽然都接纳同样的Type-C接口作为充电接口，，，，，，，可是基本都设计了自家的私有快充协议。。。。。。。。

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关于手机的快充，，，，，，，有三点是要害。。。。。。。。充电头、充电线、充电装备。。。。。。。。

以某手机为例，，，，，，，支持最新的FCP快充协议，，，，，，，在使用原装充电器和充电线的情形下，，，，，，，最大支持66W充电，，，，，，，就是所谓的超等快充。。。。。。。。充电电压抵达11V，，，，，，，充电电流最大抵达6A。。。。。。。。

毗连充电后，，，，，，，首先充电头端会提倡FCP快充识别协议，，，，，，，同时充电线的讨论内里也设计有识别IC。。。。。。。。当充电头通过FCP协议准确识别了手机和充电线后，，，，，，，手机充电才会进入超等快充。。。。。。。。

为了实现66W超等快充，，，，，，，充电线材需要遭受6A的大电流，，，，，，，因此必需设计一个识别 IC，，，，，，，避免使用通俗线材发热起火（充电线接口也设计为橘黄色和通俗线材做出区分）。。。。。。。。

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当使用的充电头，，，，，，，或者充电线不是原装的，，，，，，，都只能实现通俗充电模式。。。。。。。。手机同时支持PD快充，，，，，，，显示为快速充电。。。。。。。。原装充电器加充电线才会显示为超等快充。。。。。。。。

这就是为什么充电器或者充电线不原装的话，，，，，，，充电速率很慢的缘故原由。。。。。。。。

PD快充

PD全称Power Delivery，，，，，，，是USB-IF协会设计并推广的一种快充协议，，，，，，，以解决移动电子装备快充协议杂乱的时势。。。。。。。。目今PD3.1协议可以最大支持 240W的充电功率，，，，，，，险些涵盖了所有的移动电子装备。。。。。。。。

支持PD快充，，，，，，，必需接纳USB-C to USB-C的毗连线，，，，，，，由于PD快充是基于PD协议实现的。。。。。。。。

PD协议是在Configuration Channel上实现的，，，，，，，即下图中的A5或者B5。。。。。。。。

USB Type-A转 USB Type-C充电线中是没有cc通讯的。。。。。。。。

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如下图，，，，，，，当充电装备通过USB-C to USB-C的充电线毗连后，，，，，，，双方的cc都会毗连。。。。。。。。

经由Power Negotiate后，，，，，，，充电器端会提高供电电压或者电流，，，，，，，以实现快充。。。。。。。。

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图片泉源于USB协会官网开源手艺文档

PD在Power Negotiate上较量简朴。。。。。。。。如下是条记本电脑的Type-C接口上的cc 通讯。。。。。。。。

1. Power Source端发送Source Capability（包括1-4组Power Level）

2. Power Sink凭证自身需求请求一组合适的Power Level

3. Power Source装置 Power Sink请求提升电压，，，，，，，设置限流阈值即可

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抓取PD通讯波形，，，，，，，以及Vbus转变情形，，，，，，，如下图。。。。。。。。

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虽然，，，，，，，PD协议不但仅会完成Power Negotiate，，，，，，，还会继续完成AltMode设置，，，，，，，实现DP、TBT、USB4、PCIe 等高速协议的通道设置。。。。。。。。

条记本的充电需求一样平常在45W-90W，，，，，，，因此Type-C接口就是第一选择，，，，，，，同时支持 PD快充协议。。。。。。。。

一个USB-C口就可以实现USB+DP+PD全功效。。。。。。。。

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显然条记本电脑使用的 Type-C充电器也接纳了PD快充协议，，，，，，，其对外有 4 组供电品级声明。。。。。。。。

那么用它敌手机充电时，，，，，，，手机请求合适的充电品级即可。。。。。。。。

多协议兼容

私有协议各有优势，，，，，，，可是互不兼容。。。。。。。。当Power Source端和Power Sink端的快充协议纷歧致，，，，，，，那么就犹如鸡同鸭讲，，，，，，，无法实现快充了。。。。。。。。

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事实上，，，，，，，私有快充协议不兼容问题已经有工程师提出相识决计划，，，，，，，那就是多协议解码器。。。。。。。。

通讯协议实质上就是一定规则的电平转变，，，，，，，那么使用软件配合 MCU 一定可以实现多协议兼容。。。。。。。。若是Power Source端或者 Power Sink 端接纳了多协议解码器，，，，，，，就犹如学习了多门“方言”。。。。。。。。不管是“广东话”照旧“陕西话”，，，，，，，协议解码器都能“说” 或者 “听”。。。。。。。。

888贵宾会·(Home)浚�？？？？？？萍颊攵远嘈槌涞缤瞥鐾暾慕饩黾苹！！�。。。。。

CS32G020系列是888贵宾会·(Home)浚�？？？？？？萍纪瞥龅闹С諹SB Type-C和PD3.0协议的USB Type-C控制器，，，，，，，可应用于PC电源适配器、手机充电器、移动电源、车充、HUB 等领域。。。。。。。。

CS32G020内嵌 ARM? Cortex?-M0 内核，，，，，，，主频最高 48MHz，，，，，，，可以支持很广规模的工业控制应用和需要高性能 CPU 的场合。。。。。。。。内置 64K 字节程序flash，，，，，，，数据flash 巨细可设置(与程序flash共享) ,4K 字节 LDROM，，，，，，，8K 字节 SRAM。。。。。。。。CS32G020 封装包括 QFN24 和 QFN32。。。。。。。。

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CS32G020支持PD、QC4.0、SCP、FCP、AFC等快充协议。。。。。。。。

别的，，，，，，，888贵宾会·(Home)旗下可适用电源PD快充应用的典范芯片有CSU3AF10、CPW3301等多款产品。。。。。。。。

CSU3AF10是一款普遍适用于移动电源、储能电源、无线充、车充等应用领域的通用型、单通道PD快充控制器，，，，，，，内嵌MCU，，，，，，，主频最高24MHz，，，，，，，内置64KB Flash，，，，，，，是CS32G020的精简版本，，，，，，，在保存响应的焦点功效基础上，，，，，，，新增了USB PD3.1、UFCS等协议的支持。。。。。。。。

CPW3301是一款适用于充电器、适配器等应用领域的高性能、高集成度的Type-C PD控制器，，，，，，，可用于USB-A 和TYPE-C双端口输出的快充协议IC，，，，，，，集成恒压、恒流、以及恒温控制环路，，，，，，，集成高精度的电流采样和电荷泵电路。。。。。。。。

888贵宾会·(Home)浚�？？？？？？萍嫉腜D快充芯片内置MCU架构与私有协议PHY，，，，，，，拥有性能强盛、功效周全、功耗低及强加密的清静步伐。。。。。。。。同时，，，，，，，888贵宾会·(Home)完善的Smart PD开爆发态，，，，，，，具有检测精度高、资源富厚、协议无邪与兼容性好、富厚的参考资料、高效易用的开发工具等优势，，，，，，，能够为终端电源产品提供全方位解决计划。。。。。。。。

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