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PD (Universal Serial Bus Power Delivery)
USB标准组织USB-IF主要基于USB TYPE-C接口,制定的充电标准。
常用标准
最新文档下载地址:
PD2.0/3.0: USB Power Delivery Specification
PD2.0/3.0 Test: USB Power Delivery Compliance Test Specification
常用版本文档:
PD2.0: USB Power Delivery Specification Revision 2.0, Version 1.3
PD3.0: USB Power Delivery Specification Revision 3.0, Version 1.1
PD3.1: USB Power Delivery Specification Revision 3.1, Version 1.4
PD3.2: Universal Serial Bus Power Delivery Specification, Revision 3.2, Version 1.1
版本差异
根据如下三种Charging Models,列表区分如下。
- Fixed Supply Charging Models:固定电压
- Programmable Power Supply (PPS) Charging Models:可编程电压,电压步进幅度20mV。
- Adjustable Voltage Supply (AVS) Charging Models:可调节电压,电压步进幅度100mV
- 备注:PPS和AVS的区别在于,在充电过程中,PPS的电压随时在调整,而AVS电压固定不变。
备注:
- PD2.0支持USB接口TYPE-A/B/C(通过VBus或CC线协商),从PD3.0开始只支持TYPE-C(通过CC线协商)。
- PD2.0支持TYPE-A/B需要特定的接头和线缆,市场上真正用此A/B接口的产品非常少。
- PPS由PD3.0引入,在所有版本中均是可选的(optional)。其兼容Quick Charge™(QC2.0/3.0/QC4+,Q5),联发科技PumpExpress™ Plus(PE+ 1.0/2.0)、三星自适应快速充电(AFC)、华为快速充电协议(FCP)、华为超级充电协议(SCP)、OPPO的SuperVOOC2.0闪充协议等,基本统一了快充协议。
- SPR和EPR由PD3.1引入,EPR在所有版本是可选的(optional)。
- AVS由PD3.1引入,SPR的AVS在PD3.2是必须支持的。
- 表格整理自各版本文档的第2章 Overview: Charging Models和第10章 Power Rules。
PD3.2 Power Rules见下图1):
系统架构
框图如下2):
备注:
- USB Type-C Port Control: USB Type-C state operation (attach/detach)
- Physical Layer: Port to Port over CC wire, Collision Avoidance
- Power Source/Sink: Controls power transitions
- Protocol Layer: Handles retries, message construction and chunking
- Policy Engine: Drives the Atomic Message Sequences
- Device Policy Manager :
- Handles PD across multiple ports
- Makes decisions on how to allocate power
- Talks to Power Source/Sink and Cable Detection
Provider(Source)和Consumer(Sink)之间通过CC线传递SOP*信息(BMC调制)协商PD供电。
SOP*信息如下图所示3),简要的通讯过程详见 ZLG:从USBPD带你走进手机快充协议:
备注:
- Source和Sink之间为SOP信息
- 靠近Vconnn Source(负责供电给线材中的e-Marker)的为SOP'
- 与较远程e-Marker则为SOP“
PD支持以下USB设备4),USB Host/Device/Hub既可以作为Provider(Source)也可以作为Consumer(Sink),而USB Charger只能作为Provider(Source)。
备注:
- DFP: Downstream Facing Port(下行端口,包括电源和USB数据通讯)
- UPF: Upstream Facing Port(上行端口,包括电源和USB数据通讯)
- DRD: Dual-Role Data Ports, DFP或UPF,两者之间切换
- Source: 源(为负载提供电源,不包括USB数据通讯)
- Sink:负载(消耗电源,不包括USB数据通讯)
- DRP: Dual-Role Power Ports, Source或Sink,两者之间切换
- 上述DFP、UPF等的识别,详见USB TYPE-C接口CC1和CC2的管脚说明
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