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Type-C线材是否一定需要E-Marker芯片?
--2017.10.12
  你是否真的需要TYPE-C芯片呢? 为了让工程师对这个问题能够有一个简洁的判定标准。笔者用三个原则来帮助大家进行这个判断:

第一原则:如果您希望通过USB TYPE-C接口来提供超过5V的电压,或者是超过3A的电流,那么一定需要TYPE-C接口芯片去实现USB PD协议。

第二原则:如果您的设备使用5V电压,并且不超过3A的电流。那就要看设备本身的供电特性和数据传输特性。如果设备本身只往外供电,或者只接受对方供电,并且供电角色与数据传输角色为默认搭配(即供电方为HOST,用电方为Slave或者device)。那么你不需要TYPE-C芯片。

第三原则:这两个原则是用来判断设备上是否需要TYPE-C芯片,另外一点很受关注的C-C传输线上是否需要用到E-MARKER 芯片。这个判断标准是,使用过程中,电流是否会超过3A?如果不超过,则可以不需要。 A to C, B to C的线,则看是否需要实现Battery Charging协议,如果要实现,则可以使用LDR6013,带来的好处是,既能够实现充电,又能够传输数据,避免某些不遵守Battery Charging协议的适配器无法给苹果设备充电的问题。

以上三个原则虽然可以帮助大家节省芯片,那怎么省呢?也要注意方法:

第一、用电方及Device这端。用两个5.1K下拉电阻,分别连接到C口母座的CC1和CC2上。如果需要判别插入方向,则用一个比较器,对两个电阻上的电压进行比较(如果是有处理器的系统,则可以用ADC去判断),比较结果即为方向。

第二、供电方或者说HOST这端(供电电压为5V)。用两个10K的上拉电阻分别对C口母座的CC1和CC2进行上拉。如果需要判别插入方向的,则用一个比较器,对两个电阻上的电压进行比较(如果是有处理器的系统,则可以用ADC去判断),比较结果即为方向。

以上原则可以帮助工程师以及老板省下很多钱了,^_^,不过,肯定会有人要拍砖了。Slaver端或者说SNK端别人不敢说什么?但是,SRC或者说,HOST这端,一定会有很多人跳出来,说这不符合TYPE-C标准,不能够随便往VBUS总线上放出电压。我想说的是,确实不能随便放出去,比如放个9V,10V,15V的电压上去,会烧掉其他设备,但上面已经说了,前提是,你的工作电压是5V,放个5V电压到总线上,可能引发的问题是,两个5V相冲突了。5V冲突之后会发生什么事情?实际做电源的人都明白,电压高者,会封住电压低者。如果你很不幸,遇到对方的5V输出是PUSH PULL形式的,那么,确实有可能会引发灌电流的情况,但是,这种情况,属于电源设计本身应该处理的问题。


因此,如果要过USB-IF认证,那么,除了那种在适配器上直接伸出来不可拔除的USB 公头输出线之之外,其他DFP应用都乖乖的加上USB TYPE-C芯片吧。如果不需要过认证,看着办吧。有句话,叫做劣币驱逐良币,同样都能够用的情况下,市场会决定一切的。

目前,我能够看得到的必须要用TYPE-C芯片的应用,包括:笔记本电脑,手机,平板,移动电源,支持高压快充的适配器,可以参考我们乐得瑞的LDR6013系列芯片。

以上属一家之言,仅供参考,特别是总线上5V冲突的部分。我之所以敢推荐不用芯片,那是因为即使用了,也很难避免不冲突,特别是两个DRP,两个TRY.SRC设备相连,并且外围存在干扰的情况下。在Type-C时代,所有的设计,都必须要应对总线上的VBUS电压冲突的情况。既然都必须防冲突,那自然就可以不用了。

最后,还是附上基础知识:

与USB TYPE-C物理接口相关的标准一共有三个:USB Type-C 1.1, USB PD 2.0, Battery Charging1.2,如果3个协议全部支持,则可以实现Type-C的所有优势特性。Type-C把设备的角色在供电和数据传输上进行了分离。电能传输上分为 SRC(即供电方,例如适配器),SNK(即受电方,例如U盘)。

对于既能够承担SRC角色,又能够承担SNK角色的设备,则称为DRP设备(例如笔记电脑和手机)。在DRP设备中,有一类特别倾向于成为SRC设备的Device,称为Try.SRC设备(例如移动电源)。数据传输角色上,分为 DFP(即传统的HOST)和UFP(即传统的Device或者Slave)默认情况下,SRC即为DFP,SNK即为UFP,如果要改变这种默认的搭配,则要使用USB PD 2.0通信协议进行ROLE_SWAP。所有这些角色定义及角色切换,都是通过USB TYPE-C协议中的CC逻辑及通信来实现的。