PD充电协议是什么

Fanly问答2021-11-23 20:27:39阅读(...)

PD充电协议是USB-IF组织公布的功率传输协议,它可以使目前默认最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W,同时谷歌宣布Android7.0以上的手机搭载的快充协议必须支持PD协议,意在统一快充市场。

PD 充电协议是 USB-IF 组织公布的功率传输协议,它可以使目前默认最大功率 5V/2A 的 type-c 接口提高到 100W,同时谷歌宣布 Android7.0 以上的手机搭载的快充协议必须支持 PD 协议,意在统一快充市场。

USB PD

USB-PowerDelivery(USBPD)是目前主流的快充协议之一。是由 USB-IF 组织制定的一种快速充电规范。。USBPD 透过 USB 电缆和连接器增加电力输送,扩展 USB 应用中的电缆总线供电能力。该规范可实现更高的电压和电流,输送的功率最高可达 100 瓦,并可以自由的改变电力的输送方向。

USBPD 和 Type-C 的关系。经常会有人把 USBPD 和 Type-C 放在一起谈,甚至就把 Type-C 充电器叫做 PD 充电器。USBPD 和 Type-C 其实是两码事,USBPD 是一种快速充电协议,而 Type-C 则是一种新的接口规范。Type-C 接口默认最大支持 5V/3A,但在实现了 USBPD 协议以后,能够使输出功率最大支持到前文提到的 100W。所以现在许多实用 Type-C 接口的设备都会支持 USBPD 协议。

USBPD 的发展前景。USBPD 现在已经发展到了 USBPD3.0 版本。在谷歌的推动下目 USBPD 已经收编了高通的 QC 快充协议,并获得了中国工信部的支持。有望在不久统一目前混乱的快充市场。

PD 协议快充优势明显

USB-PD 快充协议可以透过 USB 电缆和连接器增加电力的输送,扩展 USB 应用中的电缆总线供电能力,从而达到提高充电电压或电流的目的,并且可以自由改变电力的输送方向。

Type-C 接口默认最大支持 15W (5V/3A),但是在实现了 USB-PD 协议以后, 能够使输出功率最大支持到 100W (20V/5A)。所以现在许多实用 Type-C 接口的设备都会支持 USB PD 协议。

USB PD 快速充电通信原理

USBPD 的通信是将协议层的消息调制成 24MHZ 的 FSK 信号并耦合到 VBUS 上或者从 VBUS 上获得 FSK 信号来实现手机和充电器通信的过程。

在 USB PD 通信中,是将 24MHz 的 FSK 通过 cAC-Coupling 耦合电容耦合到 VBUS 上的直流电平上的,而为了使 24MHz 的 FSK 不对 PowerSupply 或者 USBHost 的 VBUS 直流电压产生影响,在回路中同时添加了 zIsolation 电感组成的低通滤波器过滤掉 FSK 信号。

US BPD 的原理,以手机和充电器都支持 USBPD 为例讲解如下:

1)USBOTG 的 PHY 监控 VBUS 电压,如果有 VBUS 的 5V 电压存在并且检测到 OTGID 脚是 1K 下拉电阻(不是 OTGHost 模式,OTGHost 模式的 ID 电阻是小于 1K 的),就说明该电缆是支持 USBPD 的;

2)USBOTG 做正常 BCSV1.2 规范的充电器探测并且启动 USBPD 设备策略管理器,策略管理器监控 VBUS 的直流电平上是否耦合了 FSK 信号,并且解码消息得出是 CapabilitiesSource 消息,就根据 USBPD 规范解析该消息得出 USBPD 充电器所支持的所有电压和电流列表对;

3)手机根据用户的配置从 CapabilitiesSource 消息中选择一个电压和电流对,并将电压和电流对加在 Request 消息的 payload 上,然后策略管理器将 FSK 信号耦合到 VBUS 直流电平上;

4)充电器解码 FSK 信号并发出 Accept 消息给手机,同时调整 PowerSupply 的直流电压和电流输出;

5)手机收到 Accept 消息,调整 ChargerIC 的充电电压和电流;

6)手机在充电过程中可以动态发送 Request 消息来请求充电器改变输出电压和电流,从而实现快速充电的过程。

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