USB Type-C 让USB拥有更广阔的市场

USB Type-C通过使 USB 电缆的两端可互换（不仅仅是可翻转），在很大程度上改变了 USB 生态系统。这使得 USB 设备（如笔记本电脑或智能手机）能够根据连接到的其他 USB 设备具有不同的行为，因为数据角色和电源角色可以独立交换。USB 实施者论坛现已发布了 USB Type-C 规范的 1.2 版。

我将在这篇文章中总结与 1.1 版相比有几个关键变化，但最大的不同是用于描述这个新 USB 生态系统的术语发生了变化。我们可能会说 USB Type-C 术语在此版本中得到了“重做”。

新术语更好地解释了这个新的 USB 世界，旨在澄清和强调数据角色和电源角色是相互正交的（除了初始电源角色决定了初始数据角色）。换言之，USB 正在全面拥抱这个新的二维生态系统。下表有一些需要了解的关键术语。

图 1 对许多可能的应用进行了分类，并显示了它们在这个二维网格中的位置。 

图 1：USB Type-C 1.2 版示例应用

USB Power Delivery 支持交换或更改数据角色。例如，可能有一个双重角色数据 (DRD) 系统，它始终是电源，但可以是 DFP（主机）或 UFP（设备）。或者，可能有一个双角色电源 (DRP) 系统，它在提供电源时是 DFP（主机），但在接收电源时不支持数据。讨论所有可能的应用程序是另一篇文章的主题，但在这里我只是想强调数据角色和权力角色的分离。

最初的权力角色和最初的数据角色仍然是关联的，就像它们在 Type-C 中一样。初始化为源的设备要么是 DFP，要么不支持数据；它可能不会初始化为 UFP。同样，初始化为接收器的设备要么是 UFP，要么是不支持数据的。为了在初始连接后交换数据角色，我们必须使用 USB Power Delivery 消息 DR_Swap。 

USB Type-C 中还有两个功能，称为默认源和默认接收器。（1.2 版添加了一些关于这些功能的说明，以前分别称为 try source 和 try sink。）默认源功能适用于主要提供电力但有时也会吸收电力的系统，例如移动电源. 移动电源应提供电力，除非它仅连接到电源或电池耗尽。默认接收器功能适用于主要接收电源的智能手机等系统，但如果连接到仅接收器的附件，则可以提供电源。这两个功能可以动态利用，这意味着根据其电池的充电水平或其他一些标准，系统可能会更改为仅接收器或默认源。

USB Type-C 1.2 版还有哪些新功能？表 1 列出了其他几项更改。

最大源 VBUS 电容变化值得讨论。它展示了 USB-IF 对传统 USB 兼容性的重视程度。即使没有连接任何东西，旧版 USB Type-A 端口的 VBUS 上也始终具有 5V 电压。因此，当连接 USB Type-B 端口时，会在 Type-B 端口上的 VBUS 电容中产生浪涌电流。USB-IF 长期以来一直要求 USB Type-B 端口的电容不超过 10µF，以限制浪涌电流。

由于带有插座的 USB Type-C 系统可以连接到传统的 USB Type-A 插座，因此所有 USB Type-C 插座还必须将 VBUS 上的电容限制在 10µF 以下。如果没有这个要求，传统的 USB Type-A 系统可能无法提供浪涌电流，并且它们的内部电压轨可能会下降，如果下降足够严重，可能会导致蓝屏。如果重复多次，大浪涌电流也会导致连接器损坏。

TI 最新的 USB Type-C 供电设备 TPS25740 和 TPS25740A 均符合最新的 USB Type-C 版本 1.2。TPS25740和TPS25740A实现了符合USB供电2.0版本1.2和Type-C版本1.2的源控制器。该器件可通过监控CC引脚来检测USB Type-C接收设备何时接入，然后通过使能N沟道MOSFET栅极驱动器接通VBUS。该器件可通过USB供电提供多达3种不同的电压，并且使用4个输入引脚（PSEL ，HIPWR，PCTRL和 EN12V / EN9V ）配置通告电压和通告电流。该器件会根据接入接收设备的电压请求，使用CTL1和CTL2引脚从3种电源电压中选择一个符合要求的电压。该器件会按照USB PD要求自动使用VBUS输出放电。

连接设备时，TPS25740 /TPS25740A的流耗通常为8.5μA（VDD = 3.3V时为5.8μA）。此外，还可以在未连接设备时通过端口连接指示器（ UFP ）输出来禁用电源，从而节省更多的系统功耗。

保护特性包括过压保护，过流保护，过热保护，CC引脚上的IEC保护以及用于禁用栅极驱动器的系统重写引脚（ GD ）。