一文读懂USB TypeC与USB-PD。TypeC引脚定义-24P 16P 6P,CC1、CC2的作用,USB-PD介绍,USB2.0/3.0接口类型一览

24P USB-TypeC 引脚定义


  • USB TypeC 拥有诸多优点:双面可插不担心正反、可做USB/雷电高速传输载体,支持 PD快充音频设备HDMI传输调试模式等诸多功能。

  • 市面上的其他USB接口充电接口在逐步被TypeC替代,可以预见的是,TypeC作为一种多兼容性接口,其未来会具有非常长的生命周期。

  • 本文主要介绍 24P、16P、6P USB-TypeC接口的引脚定义,和USB-PDUSB接口类型,方便大家作硬件设计时的参考。

本文介绍的内容非常之全,望各位耐心观看,有深度的信息已经给出原链接。

(wikipedia好是真的好,可惜国内看不到,图片大多为搬运,技术交流用。原链接:wiki百科TypeC
AN1953 - USB TypeC的介绍 - MicroChip
MicroChip TypeC 文档
USB-IF官网 - USBType-C®电缆和连接器规格
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母头/母座


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公头/插头


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   可以很明显看出,插口内的Pin功能相对于中心对称。公头插入母头,无论正反插,引脚功能都完美契合。而且电源VBUS/GND都拥有4个Pin,最大支持5A电流,在保证高速数据传输的同时也提高了电流承载能力。


引脚功能定义


Pin 名称 功能描述 Pin 名称 功能描述
A1 GND 接地 B12 GND 接地
A2 SSTXp1 SuperSpeed差分信号#1,TX,正 B11 SSRXp1 SuperSpeed差分信号#1,RX,正
A3 SSTXn1 SuperSpeed差分信号#1,TX,负 B10 SSRXn1 SuperSpeed差分信号#1,RX,负
A4 VBUS 总线电源 B9 VBUS 总线电源
A5 CC1 Configuration channel B8 SBU2 Sideband use (SBU)
A6 Dp1 USB 2.0差分信号,position 1,正 B7 Dn2 USB 2.0差分信号,position 2,负
A7 Dn1 USB 2.0差分信号,position 1,负 B6 Dp2 USB 2.0差分信号,position 2,正
A8 SBU1 Sideband use (SBU) B5 CC2 Configuration channel
A9 VBUS 总线电源 B4 VBUS 总线电源
A10 SSRXn2 SuperSpeed差分信号#2,RX,负 B3 SSTXn2 SuperSpeed差分信号#2,TX,负
A11 SSRXp2 SuperSpeed差分信号#2,RX,正 B2 SSTXp2 SuperSpeed差分信号#2,TX,正
A12 GND 接地 B1 GND 接地

USB 2.0差分信号只会连接其中一边。因USB Type-c 插头 无B6、B7。


引脚功能分布情况


出处:TI
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16/12P USB-TypeC 引脚定义


   24Pin全功能的TypeC好用是好用,但接口的采购成本比较高。况且小家电使用的MCU就没有USB3.0USB2.0就足够一般设备的使用,于是就有了16PinTypeC
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   16Pin TypeC24Pin的基础上阉割了USB3.0TX1/2、RX1/2,保留了SBU1/2CC1/2USB2.0的D+D-,除了没有USB3.0/3.1高速传输外,其他别无二致,同样支持 PD快充音频设备HDMI传输调试模式等功能。

鉴于生产厂家的不同,引脚定义可能与上图略有差异。例如TB上购买到的16P-TypeC,引脚定义大多如下图所示。TYPE-C母座 16PIN板上贴片L=7.35mm
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16Pin和12Pin其实是同一种接口


   16Pin一般为接口厂家、封装的正式名称,而日常生活中习惯称呼为12Pin。这是因为接口设计时,将TypeC母座两端的两个VbusGND出线都并拢了起来,实际是16条出线,但焊接的焊盘只要12个。
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6P USB-TypeC 引脚定义


   对于玩具、牙刷等生活用品,产品定位上没有USB通信的需求,只需要USB取电充电。那么连USB2.0都可以省掉了。6Pin TypeC正式出道。

   6Pin TypeC仅仅保留VbusGNDCC1CC2。接口两侧对称分布着两组GNDVbus,使得防反插功能保留,粗线也让其更为方便的传输大电流。

   CC1CC2用于PD设备识别,承载USB-PD的通信,以向供电端请求电源供给。在传输电力的同时,USB数据传输不会受到影响。
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CC1、CC2的作用 - 设备识别、PD快充


   这里不得不提一下CC1CC2引脚的作用,大家最早认识快充应该是从高通CPU的QC开始的。通过提高输电电压,来提高输送功率。但QC协议中,通信使用的是USB的DP、DM,这就导致充电的时候会对USB通信造成影响。

   而USB-PD对电源设备的识别依靠CC1、CC2引脚,避免了QC标准与DP、DM的冲突。使得USB-PD在传输电力的同时,数据传输不会受到影响。

注意: 由于 USB-PD 的输电与CC1、CC2引脚密切相关,小家电这些无内置PD协议芯片的小产品,如果想从 USB-PD 供给端取电,需要在 CC1、CC2引脚配置Ra/Rd下拉电阻。无下拉电阻可能影响受电。(详见上文)


PD及各厂商快充协议区分 - 扫盲链接

(PD、QC、AFC、FCP/SCP、VOOC、PE)


一文看懂存在于手机端的那些快充协议

手机快充协议科普 | 细数那些让人抓狂的手机快充协议

一篇文章带你了解常见快充协议


USB-PD


   如果说TypeC的意义只在于整合了USB串行通信设备接口的话,那就大错特错了,借助USB-PD协议,用电端可以方便的从供电端取电。输出电压可调,最大传输5A-20V100W的功率。

   USB-PD(USB Power Delivery),是USB标准化组织USB-IF推出的一个USB电力输送标准。已经发展出 1.0、2.0、3.0 三个版本。

   2017年,USB-IF 又在USB-PD 3.0 上增加了 可编程电源 PPS(Programmable Power Supply)。PPS作为PD 3.0的重大升级,旨在为当今的快速充电解决方案提供统一的规范。目前其已经实现对高通QC 3.0/4.0联发科PE 2.0/3.0OPPO VOOC华为SuperCharge 等标准的收录。

  • USB-PD的输出电压范围,从5V扩展到3.0V~21V
  • PPS可调整电压的分辨率为20mV
  • PPS有脉动保护机制,大电流传输下,每10s要在负载和适配器之间保持一次脉动沟通,避免充电过程失控。
  • 可传输 5A-20V(100W)的功率。(3A以上需要线缆内置E-Marker芯片
  • 支持DFU/UFP设备身份转换,可用同一接口完成供电、取电两种功能。
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新汇总的USB-PD/QC快充解决方案:
锂电快充方案:TypeC-PD/QC诱骗芯片的常用型号,升降压(充电)芯片选型


USB传输速率


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USB2.0/3.0 接口类型一览


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