Inleiding tot Type-C-connectoren
USB Type-Cheeft zich ontwikkeld tot een dominante speler op de markt dankzij de voordelen van de connector en staat nu op het punt de top te bereiken. De toepassing ervan op diverse gebieden is onstuitbaar. Apple's MacBook heeft mensen het gemak van de USB Type-C-interface laten herkennen en ook de ontwikkelingstrend van toekomstige apparaten onthuld. In de komende dagen zullen er steeds meer USB Type-C-apparaten worden gelanceerd. Ongetwijfeld zal de USB Type-C-interface geleidelijk wijdverspreid raken en de markt de komende jaren domineren. Bovendien beschikt het op mobiele apparaten zoals telefoons en tablets over verschillende functies die sneller opladen, hogere gegevensoverdrachtssnelheden en ondersteuning voor display-uitvoer mogelijk maken. Het is geschikter als uitvoerinterface voor mobiele apparaten. Het belangrijkste is dat er een sterke behoefte is aan een universele interface om de connectiviteit tussen verschillende apparaten te verbeteren. Deze functies kunnen ervoor zorgen dat de Type-C-interface echt de uniforme interface van de toekomst wordt, niet alleen in de toepassingsgebieden die u ziet!
Indien ontworpen volgens de industrienormen van de USB Association, zal de USB Type-C-connector modieus, dun en compact zijn en geschikt voor mobiele apparaten. Tegelijkertijd moet hij voldoen aan de hoge sterkte-eisen van de Association en geschikt zijn voor diverse industriële toepassingen. De USB Type-C-connector biedt een omkeerbare stekkerinterface; de aansluiting kan vanuit elke richting worden geplaatst, voor een eenvoudige en betrouwbare verbinding. Deze connector moet ook meerdere protocollen ondersteunen en achterwaarts compatibel zijn met HDMI, VGA, DisplayPort en andere verbindingstypen via een enkele USB-C-poort via adapters. Om de prestaties in elektromagnetische interferentie (EMI) en andere zware omstandigheden te verbeteren, zijn meer ontwerpoverwegingen nodig. Fabrikanten wordt aanbevolen om connectorleveranciers te kiezen met TID-certificering om problemen met terminaltoepassingen te voorkomen!
DeUSB Type-C 3.1interface heeft zes belangrijke voordelen:
1) Volledige functionaliteit: Het ondersteunt data, audio, video en opladen tegelijkertijd, wat de basis legt voor snelle data, digitale audio, high-definition video, snelladen en het delen van meerdere apparaten. Eén kabel kan meerdere kabels vervangen die voorheen werden gebruikt.
2) Omkeerbare plaatsing: Net als bij de Apple Lightning-interface zijn de voor- en achterkant van de poort hetzelfde, wat omkeerbare plaatsing mogelijk maakt.
3) Bidirectionele transmissie: Gegevens en stroom kunnen in beide richtingen worden verzonden.
4) Achterwaartse compatibiliteit: Via adapters is het compatibel met USB Type-A, Micro-B en andere interfaces.
5) Klein formaat: de interface is 8,3 mm x 2,5 mm groot, ongeveer een derde van de grootte van een USB-A-interface.
6) Hoge snelheid: Compatibel met deUSB 3.1protocol, kan het gegevensoverdracht tot 10 Gb/s ondersteunen, zoalsUSB C 10 GbpsEnUSB 3.1 Gen 2normen, waardoor een ultrasnelle transmissie wordt bereikt.
USB PD-communicatie-instructies
USB - Power Delivery (USB PD) is een protocolspecificatie die gelijktijdige transmissie van maximaal 100 W aan vermogen en datacommunicatie via één kabel mogelijk maakt. USB Type-C is een geheel nieuwe specificatie voor een USB-connector die een reeks nieuwe standaarden ondersteunt, zoals USB 3.1 (Gen1 en Gen2), Display Port en USB PD. De standaard maximale ondersteunde spanning en stroom voor een USB Type-C-poort is 5 V 3 A. Als USB PD is geïmplementeerd in een USB Type-C-poort, kan deze het vermogen van 240 W ondersteunen dat is gedefinieerd in de USB PD-specificatie. Het hebben van een USB Type-C-poort betekent daarom niet dat deze USB PD ondersteunt. USB PD lijkt slechts een protocol voor stroomoverdracht en -beheer, maar kan in feite poortrollen wijzigen, communiceren met actieve kabels, DFP de voedingseenheid laten worden en vele andere geavanceerde functies. Apparaten die PD ondersteunen, moeten daarom CC Logic-chips (E-Mark-chips) gebruiken, bijvoorbeeld met behulp van een5A 100W USB C-kabeleen efficiënte stroomvoorziening kan bereiken.
USB Type-C VBUS-stroomdetectie en -gebruik
De USB Type-C heeft functies voor stroomdetectie en -gebruik toegevoegd. Er zijn drie nieuwe stroommodi geïntroduceerd: de standaard USB-voedingsmodus (500 mA/900 mA), 1,5 A en 3,0 A. Deze drie stroommodi worden verzonden en gedetecteerd via de CC-pinnen. Voor DFP's die een uitzendstroomuitgangsvermogen nodig hebben, zijn verschillende waarden van CC pull-up weerstanden Rp nodig om dit te bereiken. Voor UFP's moet de spanningswaarde op de CC-pin worden gedetecteerd om het stroomuitgangsvermogen van de andere DFP te bepalen.
DFP-naar-UFP en VBUS-beheer en -detectie
DFP is een USB Type-C-poort op de host of hub die is aangesloten op het apparaat. UFP is een USB Type-C-poort op het apparaat of de hub die is aangesloten op de DFP van de host of hub. DRP is een USB Type-C-poort die zowel als DFP als UFP kan functioneren. DRP schakelt elke 50 ms tussen DFP en UFP in de stand-bymodus. Bij het overschakelen naar DFP moet er een weerstand Rp omhoog trekken naar VBUS of een stroombronuitgang op de CC-pin. Bij het overschakelen naar UFP moet er een weerstand Rd omlaag trekken naar GND op de CC-pin. Deze schakelactie moet worden uitgevoerd door de CC Logic-chip.
VBUS kan alleen worden uitgevoerd wanneer DFP de invoeging van UFP detecteert. Zodra UFP is verwijderd, moet VBUS worden uitgeschakeld. Deze bewerking moet worden uitgevoerd door de CC Logic-chip.
Let op: de hierboven genoemde DRP verschilt van USB-PD DRP. USB-PD DRP verwijst naar de voedingspoorten die fungeren als stroombron (provider) en stroomafnemer (consument). Zo ondersteunt de USB Type-C-poort op een laptop USB-PD DRP, dat kan fungeren als stroombron (bij het aansluiten van een USB-stick of mobiele telefoon) of stroomafnemer (bij het aansluiten van een monitor of stroomadapter).
DRP-concept, DFP-concept, UFP-concept
Gegevensoverdracht bestaat voornamelijk uit twee sets differentiële signalen, TX/RX. CC1 en CC2 zijn twee belangrijke pinnen met vele functies:
Verbindingen detecteren, onderscheid maken tussen voor- en achterkant, onderscheid maken tussen DFP en UFP, de master-slaveconfiguratie voor Vbus. Er zijn twee typen USB Type-C en USB Power Delivery.
Vconn configureren. Wanneer er een chip in de kabel zit, zendt één CC een signaal uit en fungeert de andere CC als voeding voor Vconn. Bij het configureren van andere modi, zoals bij het aansluiten van audioaccessoires, DP en PCIE, zijn er vier voedings- en aardingslijnen voor elk. DRP (Dual Role Port): een poort met een dubbele rol. DRP kan worden gebruikt als DFP (Host), UFP (Device) of dynamisch schakelen tussen DFP en UFP. Een typisch DRP-apparaat is een computer (de computer kan fungeren als een USB-host of als een apparaat dat moet worden opgeladen (de nieuwe MacBook Air van Apple)), een mobiele telefoon met OTG-functie (de mobiele telefoon kan fungeren als een apparaat dat moet worden opgeladen en gegevens moet worden gelezen, of als een host om stroom te leveren of gegevens te lezen van een USB-stick), een powerbank (ontladen en opladen kan via één USB Type-C-poort, dat wil zeggen dat deze poort kan ontladen en opladen).
De typische host-client (DFP-UFP) implementatiemethode van USB Type-C
CCpin-concept
CC (Configuration Channel): Configuratiekanaal, een nieuw toegevoegd sleutelkanaal in USB Type-C. De functies omvatten het detecteren van USB-verbindingen, het detecteren van de juiste insteekrichting, het tot stand brengen en beheren van de verbinding tussen USB-apparaten en VBUS, enz.
Er is een bovenste pull-up weerstand Rp op de CC-pin van de DFP en een onderste pull-down weerstand Rd op de UFP. Wanneer deze niet is aangesloten, heeft de VBUS van de DFP geen uitvoer. Na aansluiting wordt de CC-pin aangesloten en detecteert de CC-pin van de DFP de pull-down weerstand Rd van de UFP, wat aangeeft dat de verbinding tot stand is gebracht. Vervolgens opent de DFP de Vbus-voedingsschakelaar en geeft stroom af aan de UFP. Welke CC-pin (CC1, CC2) de pull-down weerstand detecteert, bepaalt de invoegrichting van de interface en schakelt ook RX/TX in. De weerstand Rd = 5,1k en de weerstand Rp is een onzekere waarde. Volgens het vorige diagram is te zien dat er verschillende voedingsmodi zijn voor USB Type-C. Hoe onderscheid je ze? Dit is gebaseerd op de waarde van Rp. De spanning die door de CC-pin wordt gedetecteerd, is anders wanneer de waarde van Rp verschilt, en vervolgens wordt de DFP-kant aangestuurd om uit te voeren welke voedingsmodus wordt uitgevoerd. Houd er rekening mee dat de twee CC-pinnen die in de bovenstaande afbeelding zijn getekend, in werkelijkheid slechts één CC-lijn in de kabel vormen, zonder de chip.
Plaatsingstijd: 3 november 2025
