作為主流數(shù)碼設(shè)備的充電接口，USBType-C相關(guān)協(xié)議的一舉一動(dòng)都備受關(guān)注，在不久前提出統(tǒng)一USBType-C充電接口引發(fā)蘋果陣營(yíng)的爭(zhēng)議后，日前USB-IF協(xié)會(huì)又正式確定了USBType-C 2.1標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

據(jù)悉，此次標(biāo)準(zhǔn)將帶來更高的供電功率，這也意味著在USBPD協(xié)議下，全新標(biāo)準(zhǔn)將從原來輸出5A電流提供20V電壓提升到48V/5A，供電功率從100W暴增到240W。盡管市面上已有部分手機(jī)充電功率提升到了100W以上，但如此高的供電功率可能對(duì)性能耗損更高的游戲本來說更利好。值得一提的是，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的確定也可以看做是是USB-C在未來成為數(shù)碼產(chǎn)品主力傳輸接口的見證。

USB Type-C? 供電 (PD) 標(biāo)準(zhǔn)允許每個(gè)端口的功率從 7.5W（5V 1.5A）到 100W（20V 5A）不等。然而，在任何給定的系統(tǒng)中，可用的輸入功率都是有限的。在多端口系統(tǒng)中，我們應(yīng)該如何在各個(gè)端口之間分配功率？

一種明顯的功率共享方法是限制每個(gè)端口的功率，以使總功率永遠(yuǎn)不會(huì)超過輸入功率限制。但在這種情況下，任何插入系統(tǒng)的設(shè)備都無法充分利用可用的輸入功率，因?yàn)?/span>功率在端口之間分配。

另一種選擇是提供一個(gè)高功率端口并嚴(yán)格限制其余端口的功率。這使用戶能夠?yàn)楦蟮脑O(shè)備供電并實(shí)現(xiàn)更快的充電。然而，大多數(shù)消費(fèi)者不閱讀產(chǎn)品標(biāo)簽或說明。他們可能不明白為什么他們的設(shè)備在某些端口上充電速度較慢，而在其他端口上卻沒有。這會(huì)造成糟糕的用戶體驗(yàn)，導(dǎo)致產(chǎn)品退貨并影響客戶忠誠(chéng)度。

更好的方法是在系統(tǒng)中的端口之間智能地共享可用輸入功率。TPS25740A PD 源控制器具有兩個(gè)引腳，可在雙端口系統(tǒng)中輕松實(shí)現(xiàn)端口電源管理。

TPS25740 和 TPS25740A 實(shí)現(xiàn)了符合 USB 供電 2.0 版本 1.2 和 Type-C 版本 1.2 的源控制器。該器件可通過監(jiān)控 CC 引腳來檢測(cè) USB Type-C 接收設(shè)備何時(shí)接入，然后通過使能 N 溝道 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器接通 VBUS。該器件可通過 USB 供電提供多達(dá) 3 種不同的電壓，并且使用 4 個(gè)輸入引腳（PSEL、HIPWR、PCTRL 和 EN12V/EN9V）配置通告電壓和通告電流。該器件會(huì)根據(jù)接入接收設(shè)備的電壓請(qǐng)求，使用 CTL1 和 CTL2 引腳從 3 種電源電壓中選擇一個(gè)符合要求的電壓。該器件會(huì)按照 USB PD 要求自動(dòng)使 VBUS 輸出放電。

未連接設(shè)備時(shí)，TPS25740/TPS25740A 的流耗通常為 8.5μA（VDD = 3.3V 時(shí)為 5.8μA）。此外，還可以在未連接設(shè)備時(shí)通過端口連接指示器 (UFP) 輸出來禁用電源，從而節(jié)省更多的系統(tǒng)功耗。

保護(hù) 特性 包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)、CC 引腳上的 IEC 保護(hù)以及用于禁用柵極驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)重寫引腳 (GD)。

UFP 引腳是一個(gè)開漏信號(hào)，指示輸出端口的狀態(tài)。UFP 信號(hào)通常為高電平，但只要將有效負(fù)載連接到輸出端口就會(huì)變?yōu)榈碗娖健CTL 引腳是一個(gè)輸入，當(dāng)被拉低時(shí)，TPS25740A 的最大功率會(huì)降低兩倍。切換 PCTL 引腳還會(huì)強(qiáng)制任何連接的負(fù)載重新協(xié)商電源合同，該合同定義了端口上的輸出電壓和最大可用功率。

圖 1 顯示了一個(gè)使用端口電源共享的 36W 雙端口系統(tǒng)示例。最初，當(dāng)任何一個(gè) Type-C 輸出端口都沒有插入任何東西時(shí)，兩個(gè)端口都會(huì)宣傳完整的 36W 可用。當(dāng)設(shè)備插入其中一個(gè)端口時(shí)，它可以接受完整的 36W。由于已連接有效負(fù)載，該端口的 UFP 引腳變?yōu)榈碗娖?，從而拉低了?duì)面端口上 TPS25740A 的 PCTL 引腳。因此，對(duì)面端口現(xiàn)在只宣傳 18W。

圖 1：這個(gè)帶有端口電源管理的 36W 系統(tǒng)在兩個(gè)端口之間智能地共享電源

現(xiàn)在，如果設(shè)備連接到第二個(gè)端口，則該端口的 UFP 引腳變?yōu)榈碗娖?，迫使第一個(gè)端口重新協(xié)商 18W 的功率合同。當(dāng)兩個(gè)端口都供電時(shí)，它們每個(gè)都不能超過 18W，總共 36W。

我們可以將類似的技術(shù)應(yīng)用于具有兩個(gè)以上端口的系統(tǒng)，但由于復(fù)雜性增加，我們通常需要微處理器。微處理器還允許系統(tǒng)根據(jù)溫度等其他因素轉(zhuǎn)換功率。

在為 USB Type-C PD 設(shè)計(jì)多端口系統(tǒng)時(shí)，還有許多其他事項(xiàng)需要考慮。