Alles wat Je Moet Weten over USB-C: Functies, Pinouts & Power Delivery

Inleiding:

Als het aankomt op connectiviteit tussen apparaten, wordt USB als de standaard in bedrade connectiviteit beschouwd. De laatste grote update in USB-standaarden werd gemaakt met de introductie van de USB-C-connector. Hoeveel weet je over de USB Type-C connector? In dit artikel zullen we de anatomie van de USB Type-C en zijn modi bespreken. Deze USB is in staat tot zowel data-overdracht als stroomlevering. Het is ook omkeerbaar en heeft veel belangrijke functies waar we naar kijken. Maar eerst, laten we de USB-C definiëren.

De USB Type-C:

De USB Type-C (ook bekend als de USB-C) is een 24-pins USB-connector systeem. Het kan high-speed data-overdracht tot 10 GB/s en stroomlevering tot 100 W bieden.

USB Type-C Functies:

De USB Type-C interface heeft drie hoofdfuncties:

1. Het bestaat uit een omkeerbare connector zodat het relatief tot de ontvanger omgekeerd kan worden.
2. Het kan eerdere USB-standaarden ondersteunen (USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1, enz.) en derde-partij protocollen (DisplayPort, HDMI) in de Alternate Mode.
3. Met deze interface kan het apparaat het juiste niveau van stroomdoorvoer via de interface kiezen.

De USB-C Ontvanger/Pins:

De USB-C Connector heeft 24 pins voor de ontvanger en plug zoals eerder genoemd.

Figuur 1. De USB Type-C ontvanger. Image courtesy of Microchip.

Figuur 2. De USB Type-C plug. Image courtesy of Microchip.

De USB 2.0 Differentiële Paren:

De differentiële paren die gebruikt worden voor USB 2.0-connectiviteit zijn de D+ en D- pinnen. De twee D+ en D- pinnen in de ontvanger zijn met elkaar verbonden en er is slechts één USB 2.0 data differentieel paar beschikbaar. Dit is voor de 'omkeerbare' functie.

De Stroom en Ground Pins:

De VBUS-pinnen en GND-pinnen zijn de stroom- en terugweg respectievelijk. De standaardspanning voor VBUS is 5V, maar je kunt een andere waarde dan de standaard gebruiken voor verschillende apparaten. De VBUS kan tot 20 V geleiden met een maximumstroom van 5 A en kan daarom een maximaal vermogen van tot 100 W leveren. Dit kan gebruikt worden voor het opladen van grotere apparaten die meer vermogen vereisen. Dit betekent dat de USB Type-C aanpasbaar is aan stroomvereisten met betrekking tot apparaten.

De RX en TX Pins:

Er zijn twee sets RX en TX differentiële paren. Een van de RX-paren en een TX-paar kan gebruikt worden voor het USB 3.0/3.1-protocol. Een multiplexor wordt gebruikt om de data van de differentiële paren door de kabel te herrouteren aangezien de USB omkeerbaar is. Let ook op dat de minimale functieset van USB-C niet USB 3.0/3.1 omvat en via de Alternate Mode gebruikt kan worden.

De CC1 en CC2 Pins:

De CC1 en CC2 pinnen zijn de Channel Configuration-pinnen. Ze stellen kabelbevestiging, verwijderingsdetectie, ontvanger/plug-orientatiedetectie, stroomadvertentie, enz. in staat. Ze kunnen ook tijdens de stroomlevering en alternate mode voor communicatie worden gebruikt.

De VCONN Pin:

De USB-C wordt gebruikt voor snelle data-overdracht en stroomdoorvoer. Deze functie vereist het gebruik van speciale chips in kabels. Sommige actieve kabels gebruiken ook een re-driver chip om het signaal te versterken en verliezen te overwinnen. Dit kan gedaan worden door een 5V, 1W stroomvoorziening toe te voegen aan de VCONN-pin in de kabel. De actieve kabel zal een Ra-weerstand gebruiken om de CC2-pinnen naar beneden te trekken. Nadat de kabeloriëntatie is bepaald, wordt de channel configuration-pin verbonden met een 5V, 1W stroomvoorziening om de kabel te voeden. Daarom is de CC2-pin verbonden met stroomvoorziening VCONN.

De SBU1 en SBU2 Pins:

Deze twee pinnen worden in de Alternate Mode gebruikt als lage-snelheid signaalpaden.

De USB-C Power Delivery:

De USB-C kan helpen bij het kiezen van de juiste stroomdoorvoer via de interface. Deze stroomonderhandelingen plaatsvinden via het USB Power Delivery Protocol. Meestal zal de sink een verzoek sturen naar de bron en de VBUS-spanning aanpassen zoals vereist. De bron zal de VBUS-spanning stabiliseren en dan een 'power-supply-ready' bericht sturen naar de sink. De sink zal verzoeken en de bron zal leveren en weer een 'power-supply ready' bericht sturen. Andere stroomonderhandelingen zoals in de Alternate Mode worden ook gedaan met behulp van het Power Delivery Protocol op de CC-lijn van de standaard.

USB-C Alternate Modes:

De Alternate Mode stelt de implementatie van derde-partij protocollen in staat (DisplayPort, HDMI, enz.) De Alternate Modes zullen USB 2.0 en USB Power Delivery Verbinding ondersteunen.

Conclusie:

De USB Type-C wordt werkelijk de universele standaard in moderne apparaten en is een waardige upgrade. Met zijn vermogen om data en stroom sneller en efficiënter te verzenden, zal het niet veel tijd duren voordat het oudere USB-versies vervangt.