据外媒报道，欧盟机构已就统一充电器接口的提议达成政治协议。自2024年起，所有在欧盟销售的手机、平板电脑、数码相机和无线耳机等电子设备的制造商应统一充电接口为Type-C，制造商在销售这些设备时不必配置充电设备。据统计，这一做法每年将为消费者节省2.5亿欧元，减少1.1万吨电子垃圾。
除了更好的充电效率，基于Type-C的设备还拥有强大的生态系统，可以广泛兼容几乎所有使用Type-C接口的产品。用户可以通过Type-C接口直接插入u盘、键盘、显示器以及任何外设。下面就让我们从管脚信号和PCB布局来详细了解一下USB Type-C吧！
USB Type-C是USB连接器系统的规范，在智能手机和移动设备中越来越普及，可以传输电力和数据。
与早期的USB产品不同，它也是可逆的——所以你不必多次尝试插入。
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什么是USB-Type-C
USB-C是一个相对较新的标准，旨在提供高达10Gb/s的高速数据传输和高达100W的功率。这些功能可以使USB-C成为现代设备真正的通用连接标准。
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功能介绍
USB-C接口有三个主要功能：
它有一个可逆的连接接口。接口的设计使得插头可以相对于插座翻转。
它支持USB 2.0、USB 3.0和USB 3.1 Gen 2标准。此外，它还可以在一种称为备用模式的操作模式下支持第三方协议，如DisplayPort和HDMI。
它允许器件通过接口协商和选择合适的功率流。
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信号图
USB Type-C连接器有24个引脚。图1和图2分别示出了USB Type-C插座和插头的引脚。
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USB 2.0差分对
D和D引脚是用于USB 2.0连接的差分对。插座里有两个D针和两个D针。
但是，这些引脚是相互连接的，实际上只有一个USB 2.0数据差分对可用。冗余设计只是为了提供一个可逆的连接器。
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电源和接地引脚
VBUS和GND引脚是电源和信号的返回路径。默认的VBUS电压是5V，但是该标准允许器件协商并选择VBUS电压而不是默认值。电力传输允许VBUS具有高达20V的电压。最大电流也可以增加到5A。所以USB Type-C可以提供最大100W的功率。
当给笔记本电脑等大型设备充电时，高功率流可能是有用的。图3示出了RICHTEK的示例，其中降压-升压转换器用于产生笔记本电脑所需的适当电压。
请注意，功率传输技术使USB Type-C比旧标准更通用，因为它使功率水平适应负载的需要。您可以使用同一根电缆为智能手机和笔记本电脑充电。
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RX和TX引脚
有两组RX差分对和两组TX差分对。
两个RX对中的一个和TX对可以用于USB 3.0/USB 3.1协议。因为连接器是可逆的，所以多路复用器需要通过电缆在所采用的差分对上正确地重新路由数据。
请注意，USB Type-C端口可以支持USB 3.0/3.1标准，但USB Type-C的最低功能集不包括USB 3.0/3.1。在这种情况下，RX/TX对不用于USB 3.0/3.1连接，它可以用于其他USB Type-C功能，如待机模式和USB电源协议。这些功能甚至可以利用所有可用的RX/TX差分对。
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CC1和CC2引脚
这些引脚是通道配置引脚。它们执行许多功能，例如电缆连接和移除检测、插座/插头方向检测和电流广播。这些引脚也可用于电力输送和备用模式所需的通信。
下面的图4显示了CC1和CC2引脚如何显示插座/插头的方向。在此图中，DFP代表面向下游的端口，在数据传输中充当主机或电源。UFP代表面向上游的端口，它是连接到主机或电力消费者的设备。
DFP通过Rp电阻拉高CC1和CC2引脚，但UFP通过Rd拉低它们。如果没有连接电缆，信号源会在CC1和CC2引脚上看到逻辑高电平。连接USB Type-C电缆可以创建从5V电源到地的电流路径。因为USB Type-C线只有一条CC线，所以只形成一条电流路径。例如，在图4的上图中，DFP的CC1引脚连接到UFP的CC1引脚。因此，DFP CC1引脚的电压低于5 V，但DFP CC2引脚仍处于逻辑高电平。因此，通过监控DFP CC1和CC2引脚上的电压，我们可以确定电缆连接及其方向。
除了电缆方向之外，Rp-Rd路径也被用作传输源电流能力信息的方式。为此，功耗(UFP)监控CC线上的电压。当CC线上的电压具有其最低值(约0.41 V)时，源可以为USB 2.0和USB 3.0分别提供500 mA和900 mA的默认USB功率。当CC线的电压约为0.92 V时，该电源可提供1.5 A的电流.最大CC线电压约为1.68 V，相当于3A的源电流能力。
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VCONN引脚
如上所述，USB Type-C旨在提供超快的数据传输速度和高水平的功率流。这些功能可能需要使用特殊的电缆，这些电缆通过在内部使用芯片进行电子标记。此外，一些有源电缆使用再驱动芯片来加强信号和补偿电缆造成的损失。这种情况下，我们可以向电缆内部的电路施加5 V和1 W电源，从而向VCONN引脚供电。如图5所示。
可以看到，有源电缆使用Ra电阻来下拉CC2引脚。Ra的值与Rd的值不同，因此DFP仍然可以通过检查DFP CC1和CC2引脚上的电压来确定电缆方向。确定线缆方向后，将“有源线缆IC”对应的通道配置引脚接入5 V、1 W电源，为线缆内部电路供电。例如，在图5中，有效Rp-Rd路径对应于CC1引脚。因此，CC2引脚连接到VCONN所示的电源。
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SBU1和SBU2引脚
这两个引脚对应于仅在待机模式下使用的低速信号路径。
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USB电源
现在我们已经熟悉了USB-C标准的固定，下面简单介绍一下USB供电和待机模式。
如上所述，使用USB Type-C标准的设备可以通过接口协商和选择适当的功率流水平。这些功率协商通过称为USB功率传输的协议来实现，USB功率传输是上面讨论的CC线上的单线通信。下面的图6显示了一个USB电源示例，其中接收器向源发送请求，并根据需要调整VBUS电压。首先，需要一条9V总线。在信号源将总线电压稳定在9V后，它将向接收器发送“电源就绪”消息。然后，接收器请求5V总线，源提供它并再次发送“电源就绪”消息。
值得注意的是，“USB供电”不仅涉及供电相关的协商，其他协商，比如待机模式相关的协商，都是使用标准CC线上的供电协议完成的。
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PCB设计布线要求
审计彭静
标签：c引脚USB