如何进行 Type-C™ USB 供电测试
应用指南
如何进行 Type-C™ USB 供电测试
是德科技和 Type-C：创建一种更快的测试路径
目录
- 概述 - 02
- Type-C 供电 - 03
- PD（供电）的工作原理 - 03
- 测试挑战 - 05
- 是德科技面向 Type-C 供电测试的解决方案 - 07
- 结论 - 10
- 创始于 1939 年，发展脚步从未停止 - 12
概述
USB Type-CTM 是一种突破性的连接标准，专为更小型、更轻薄的新一代电脑和设备而设计，充分满足了更高数据速率、更快充电和更大灵活性的技术需求。USB Type-C 的主要目标是在设备之间建立高速连接、进行充电管理，以及确保有效的数据传输。USB
Type-C 连接可以提供下列功能：
- 支持 USB 2.0 和其他协议的动态电力和数据传输
- 成为连接新一代设备和未来设备的主要接口
- 后向兼容
- 正反可插，方便易用
设计工程师和测试工程师在为他们的产品集成 USB Type-C 时必须确保互操作性和测试一致性，因而经常遇到各种各样的挑战。针对 USB Type-C 的一致性测试标准越来越多；不仅如此，更高的数据传输速度、更大的功率和更多功能也使 USB Type-C 变得更加复杂；因此，成功的测试需要使用高度精确且符合标准的测试仪器、软件和夹具。针对设计和测试 USB Type-C 所面临的挑战和相应解决方案，是德科技推出了五份测量简报，本文便是其中之一。这套简报涵盖的主题包括：
- 电缆和连接器
- 供电
- 发送/接收
- 仿真与测量相互关联
- ALT（交替）模式（DisplayPort、Thunderbolt、MHL）
Type-C 供电
USB Type-C 通过整合被称作 USB 供电（USB PD）的动态电源系统，进一步扩大了 USB 的适用范围。USB Type-C 不但扩展了数据传输功能，还可传输高达 20 伏、5 安和 100 瓦的电力，支持对更多类型的设备进行充放电。USB PD 拥有智能且灵活的系统级电力管理能力，支持双向充电 — 可为连接的供电（供应电力）和用电（吸收电力）设备切换供电方向。这种动态供电使USB Type-C 得以有可能借助 ALT 模式来支持其他的视频和音频信号标准，例如 DisplayPort 或 Thunderbolt。
PD（供电）的工作原理
首先，在设备之间建立一个端到端的 USB Type-C 连接，并且通过 CC（配置通道）线来确定电缆方向。USB 连接初始化从 PD 开始。作为首要任务，PD 会通过 PD 电路与任何一条全功能Type-C 电缆（其中带有电子标记芯片）之间的电子连接来了解该条电缆的功能。这种电子芯片带有电缆配置信息，上面携带的电流承载能力（3A 或 5A）、性能（USB 2.0、USB 3.1 Gen 1 或Gen 2）和厂商标识（USB Type-C 电缆ID 函数）等信息可支持进行电子识别和配置。
识别电缆之后，PD 电路及所连接的设备就会使用 CC1 / CC2 专用线路来发送和接收 BMC（双相标记编码）消息，并开始进行电力协商。USB Type-C 设备使用针对电源的六个固定电源配置文件之一进行配置（图 2）。设备会在给定时间内与 PD 电路“协商”其所需的电源配置并请求特定的电力级别，可变电流高达 5 A、可变电压高达 20 V。USB PD 动态管理电力分配，调整电压和电流，并为连接的所有设备确定供电/用电角色。
灵活的双向充电是 USB 的新功能，PD 还可以动态控制更高的电压和电流。PD 可以利用充电适配器快速对设备电池进行充电。充电适配器能够根据Type-C 电缆和连接器的情况输出不同电压（5 V 到 20 V）和电流（3 A 或 5 A）。当设备使用 CC1/CC2 线路充电时，可以请求更高的电压。当一个设备充电时，所有已连接的其他设备必须就它们需要的电量进行协商，并且如果有其他设备需要更多电量，还可以进行重新协商。PD 也可以优化至较低的电池电压和更高的充电电流，从而加快充电速度。PD 的双向流动能力使被充电的设备也能向其他设备供电。除了对连接的设备进行电力管理之外，PD 还能管理电源以支持 Type-C 交替模式。
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