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USB功率輸出2.0 vs 3.0

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2022-01-11 16:25 ? 次閱讀

Other Parts Discussed in Post:TPS25740, TPS25740A

當(dāng)我第一次聽說電影《蝙蝠俠大戰(zhàn)超人:正義黎明》時,我的內(nèi)心是疑惑的,因為這兩位可都是“好人”。而適用新一版USB功率輸送(PD)規(guī)則(版次:1.0a)的USB已限量發(fā)布,這就導(dǎo)致了一個類似問題:究竟哪個版本的USB PD可以適用你的設(shè)備?

USB PD 3.0的發(fā)布并不意味著USB PD 2.0的完結(jié)和過時。盡管現(xiàn)在USB 3.1都有了,很多應(yīng)用仍在持續(xù)使用USB 2.0。同樣的,無論是3.0還是2.0,他們都是進(jìn)行USB功率輸送的靠譜選擇,且二者具有一定的互操作性。

我們需摒棄USB PD 2.0和3.0遵循的是不一樣的電壓分布或冪規(guī)律的錯誤想法。對于這兩種PD來說,所遵循的冪規(guī)律都是一樣的。其中最重要的規(guī)律包括:

超過15W的源應(yīng)顯示為5V和9V。

超過27W的源應(yīng)顯示為5V、9V和15V。

超過45W的源應(yīng)顯示為5V、9V、15V和20V。

USB PD 3.0可反向兼容USB PD 2.0。所有的USB PD 3.0的庫與源均要求可與USB PD 2.0庫與源完全兼容,即所有的USB PD 3.0設(shè)備必須通過USB PD 2.0的符合性測試。從USB應(yīng)用者論壇(IF)的角度來看,USB PD 3.0和USB PD 2.0都屬一種USB產(chǎn)品。在發(fā)布USB標(biāo)識驗證時,USB應(yīng)用者論壇也不會將二者區(qū)分開來單獨發(fā)布。

表1所示的是在USB PD 3.0規(guī)范中列出的兩種產(chǎn)品的實際區(qū)別。

USD PD 3.0新特色 功能
報警數(shù)據(jù)消息(可選) 匯報系統(tǒng)改變或突發(fā)事件,如過壓或過載電流
電池狀態(tài)數(shù)據(jù)消息(電池系統(tǒng)必備) 匯報電池充電狀態(tài)
源功能延伸(可選) 匯報關(guān)于源的其他信息,如保壓時間和觸摸溫度
狀態(tài)延伸消息(可選) 匯報當(dāng)前內(nèi)部溫度計當(dāng)前輸入電源狀態(tài)
電池功能延伸消息(電池系統(tǒng)必備) 匯報電池設(shè)計容量及上次完全充電容
生產(chǎn)商信息延伸消息(可選) 申請和發(fā)送生產(chǎn)商定義字符機(jī)制
固件(FW)升級延伸信息(可選) USB固件升級條例應(yīng)用機(jī)制
安全延伸消息(可選) USB認(rèn)證應(yīng)用機(jī)制
與電纜通訊更嚴(yán)格控制(必備) 僅VCONN源可與電纜插頭電子制造商通訊
源協(xié)調(diào)碰撞避免(必備) 更加穩(wěn)健的機(jī)制,可避免源與庫同時在典型電源協(xié)議之外發(fā)送消息。USB PD 2.0配置有碰撞避免機(jī)制,但鑒于新增了更多可選消息,可認(rèn)為USB PD 3.0相比之下更加穩(wěn)健。
快速角色切換機(jī)制(可選) 從庫到源進(jìn)行雙角色快速切換,防止USB數(shù)據(jù)漏碼。不適用單庫式和單源式設(shè)備。
無支持控制消息(必備) 通知端口不支持某特定消息的方式。旨在幫助USB PD 3.0在未來開發(fā)更多功能和選項。
更高的數(shù)據(jù)荷載(可選) 部分可選新延伸功能的字符超過最長28字節(jié)USB PD 2.0最高數(shù)據(jù)荷載。USB PD 3.0可發(fā)送更長字節(jié)消息。適配此更長字節(jié)消息的系統(tǒng)必須同時支持可以更小“塊”發(fā)送此類長字符消息。

表1:USB PD 3.0新功能列表

為什么現(xiàn)在仍選擇USB PD 2.0?

以下是兩類我認(rèn)為不應(yīng)使用USB PD 3.0的設(shè)備,因為會帶來支持3.0新要求和功能的額外負(fù)擔(dān)。

首先是最簡單的單庫式設(shè)備。這類設(shè)備所需的僅僅是電源協(xié)調(diào)。USB PD 3.0的眾多新功能中沒有一個能給此類設(shè)備帶來任何實際的系統(tǒng)效益,除非要求進(jìn)行設(shè)備USB認(rèn)證,或設(shè)備想?yún)R報從電池至源的復(fù)雜信息。

其次,簡易的單源式設(shè)備無法利用庫的額外信息,這意味著設(shè)備或許根本無需任何USB PD 3.0的任何新式功能。TI最近為此類設(shè)備發(fā)布了TPS25740和TPS25740A。

USB應(yīng)用者論壇從2015年8月開始驗證USB PD 2.0硅,并最終在2016年6月完成合規(guī)性程序,而在這之前的3月,當(dāng)USB PD 2.0規(guī)范穩(wěn)定在1.2版次,合規(guī)性測試都還沒有展開,USD應(yīng)用者論壇也沒有宣布USB PD 3.0硅合規(guī)性測試的相關(guān)日程。

最后,系統(tǒng)設(shè)計方不應(yīng)機(jī)械的認(rèn)為他們的設(shè)備一定要能適配USB PD 3.0。USB PD 3.0對某特定設(shè)備是否必需取決于該設(shè)備是否需要3.0的這些新功能。USD PD 2.0規(guī)范已經(jīng)成熟,且更加簡易,對很多設(shè)備來說,是比USB PD 3.0更大的優(yōu)勢。這就是我為什么認(rèn)為現(xiàn)在仍應(yīng)選擇USB PD 2.0的原因。

審核編輯:金巧

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