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前言

记录和总结PD快充开发的细节


提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、PD建立的流程

1,Typec接口物理连接;
接口中的CC1或者CC2被上拉(对方为Source)或者下拉(对方为Sink设备)
CC即为Configuration Channel,在PD协议中起角色识别和功率协商的作用。一般TypeC接口中会有两路CC:CC1,CC2,一路用来沟通协议,一路用来给Emarker芯片供电(即,Vcoon,通常为为3.0V至5.5V)。
2,角色的识别;
1),电源角色可分为:
1,单Source,只放电;
2,单Sink,只吸收电;
3,双向,可充电,可放电,DRP(Dual Role Port)
双向按照优先角色又可分为,放电优先:DRP_Try_SRC,充电优先:DRP_Try_Sink。
2),在整个PD充电的场景中,存在的角色
1,SRC,电源提供方,比如适配器;
2,SINK,电源消耗方,比如手机;
3,电缆(Cable),连接SRC和SINK,传输电源和数据;
3,Emarker芯片检测
E-Marker芯片是封装在USB Type-C线缆中的电子标签芯片,作用有:
1,存储和传输线缆属性信息,包括最大电流、最大电压、数据传输速度、支持的USB标准版本、电缆长度、供应商和产品ID等信息;
2,保护,一些E-Marker芯片内置过温保护电路,可在高温环境下自动限流或关断,以提高系统的可靠性和安全性;
3,数据传输优化
根据USB Type-C规范,E-Marker芯片的下拉电阻Ra的值通常在800Ω至1.2kΩ之间,在Typec接口连通瞬间,CC便可通过识别下拉电阻阻值来获知线缆中是否存在E-Marker芯片。若无Emarker芯片,原则上,源端不能广播3A以上的电流能力。
Ra电阻也用于限制VCONN的电流,确保E-Marker芯片的正常工作。
若线缆带有Emarker芯片,在typec连通时,在SRC广播SRC CAP之前,SRC会广播识别线缆消息,要求获取线缆属性,包括允许传送的最大电压电流信息,如下图。
1)SRC广播查找线缆消息
在这里插入图片描述
2)线缆应答
在这里插入图片描述
4,SRC端发送SRC cap
根据步骤3中的Emarker芯片记载的最大电压电流能力,SRC开始广播源的供电能力,SRC CAP,说明自己能提供的电压电流档位,如下图,
这里有:5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A和一档PPS:5-21V5A在这里插入图片描述 5,SNK接收解析PDO并发送申请
SNK解析完SRC的供电档位后,结合自身的需要,申请合适电压电流档位,若是申请的固定档电压,像5V-9V-28V这样的,电压只能从提供的这几个档位中选择,而电流则比较灵活,只要不超过该电压档位对应电流的最大值即可。比如申请12V,电流不超过3A就行,12V2A、12V0.5A都是可以的。
6,SRC判断请求是否合法并开始准备电压 ACCEPT
接收到SINK发送的电压申请后,SRC还需要检查申请的电压电流是否合法(即在自己的能力范围内),如果是合法的,那么就要回复ACCEPT同时开始调节输出电压电流,如果SINK申请不合法,则需要回复Reject。
7,SRC检测电压接近时发送PS_RDY
SRC在调节电压之后,如果接近了目标电压,则需要发送PS_RDY,已告诉SINK,电压调整完成。
8,完成
至此,一个基本的PD协商流程执行完毕,整个过程如下图,
在这里插入图片描述

二、SPR与EPR

PD3.1规范分为两个部分,之前的PD3.0规格作为SPR(Standard Power Range)标准功率范围部分,另外新引入了EPR(Extended Power Range)扩展功率范围模式。
SPR特性:
1,SPR支持的电压范围为5V到21V,最大电流为5A,最大功率为100W。
2,固定电压档位(Fixed)支持支持5V、9V、15V和20V的固定电压输出。
3,可编程电源(PPS):允许设备在5V到21V的范围内以20mV的步长调整电压。
模式是USB Power Delivery(PD)3.1规范中引入的一种,主要是提高了电压到48V,功率范围从PD3.0的100W(20V5A)增加到240W(48V 5A),移动电源上的主要规格是28V5A,140W。
之前PD3.0的规范在PD3.1中作为SPR(Standard Power Range)标准功率范围部分,最大充电功率为100W,持的电压范围为5V到21V,最大电流为5A。
EPR特性:
1,固定电压:EPR模式支持28V、36V和48V三种固定电压,最大电流为5A。
2,可调电压:EPR模式支持可调电压(AVS,Adjustable Voltage Supply),允许在15V到48V之间以100mV的步长进行微调,以满足不同设备的需求。
3,心跳包。Sink设备需要定期发送EPR KeepAlive信号,以告知Source设备其仍处于EPR模式

SPR与EPR的区别:
1,功率范围:SPR的最大功率为100W,而EPR(Extended Power Range)的最大功率可以达到240W。
2,电压范围:SPR的电压范围为5V到21V,而EPR增加了28V、36V和48V的固定电压[。
3,应用场景:SPR适用于大多数现有的USB PD应用场景,而EPR则针对需要更高功率的设备,如高性能笔记本电脑和显示器。

三、PPS与AVS的区别?

1,PPS 步进20mv ,AVS 100mV
2, PPS 属于SPR ,AVS属于EPR

总结

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