[心得] 認識USB-C介面的Rp阻抗定義及實際測量

作者: wolflsi (港都狼仔)   2018-04-10 12:11:29
狼窩好讀版:
http://wolflsi.pixnet.net/blog/post/66691239
USB-C因為能夠承受更高的電壓電流傳輸能力(標準5V/1.5A-5V/3A,USB PD模式5-20V/5A
,USB PD 3.0 with PPS模式3-20V/5A),為了讓主控端(Host/DFP/Source)與裝置端
(Device/UFP/Sink)能彼此了解最大電壓電流傳輸能力,在USB-C的硬體介面具備了CC(系
統組態線),若是支援USB PD的裝置,則還會使用PD協議IC來進行單線雙向溝通
https://i.imgur.com/qpvVwNA.jpg
USB-C主控端CC透過使用Rp(上拉電阻,Pull-up Resistor),讓裝置端可以偵測其最大容
許電流值,透過不同阻抗的Rp來設定最大電流,裝置端取用電流時就會進行限制,避免主
控端發生超載
https://i.imgur.com/4ILgqXp.jpg
上面所講的CC組態機制,是內建在USB-C主控端的,但是目前使用仍舊相當廣泛的
USB-A/Micro-USB硬體介面中並沒有CC接腳的存在,所以對於USB-A to USB-C的纜線,或
是Micro-USB to USB-C轉接頭,必須要將CC的上拉電阻設置在纜線或是轉接頭上,讓
USB-C裝置端可以正常偵測最大容許電流值
無論是USB 3.1/USB 2.0的USB-A to USB-C的纜線、Micro-USB to USB-C轉接頭、主控/電
源端直出的USB-C接頭纜線,需要配上56kΩ±5%的CC終端阻抗,確保裝置僅能取用USB
2.0/USB 3.1介面預設的供電能力
https://i.imgur.com/tTPz41l.jpg
介面預設的供電能力,USB 2.0為5V/0.5A,USB 3.1為5V/0.9A,裝置取用電流不超過此規
範下,可避免主控端發生電源超載的現象,所以Rp阻抗的設定扮演重要的角色
https://i.imgur.com/ku6FdZV.jpg
以下對一些USB-A to USB-C纜線、Micro-USB to USB-C轉接頭、主控端直出USB-C線CC的
Rp阻抗值進行測試,依照標準值56kΩ±5%,量測出來的阻抗必須要在53.2kΩ至58.8kΩ
之間
LLS日日欣USB-A to USB-C USB 3.1充電傳輸線,阻抗符合標準,為55.29kΩ
https://i.imgur.com/nB6z4F8.jpg
HTC U11plus隨附的USB-A to USB-C USB 2.0充電傳輸線,阻抗符合標準,為55.97kΩ
https://i.imgur.com/DFCTycJ.jpg
ON PRO UC-TCM12M USB-A to USB-C USB 2.0充電傳輸線,阻抗符合標準,為56.56kΩ
https://i.imgur.com/NbwffsS.jpg
LLS日日欣Micro-USB to USB-C轉接頭,阻抗符合標準,為55.04kΩ
https://i.imgur.com/69yPxHB.jpg
小米Micro-USB to USB-C轉接頭,阻抗符合標準,為56.33kΩ
https://i.imgur.com/xLXkKml.jpg
三星S8隨附的Micro-USB to USB-C轉接頭,阻抗符合標準,為55.86kΩ
https://i.imgur.com/YETa0BE.jpg
Tronsmart C4N1四合一USB-A/USB-C/Micro-USB組合式USB 2.0充電傳輸線,阻抗符合標準
,為55.96kΩ
https://i.imgur.com/4n5EzIt.jpg
某一款外接盒隨附的USB-A to USB-C USB 3.1充電傳輸線,阻抗為21.709kΩ,表示其最
大容許設定在5V/1.5A,使用在電腦標準USB埠上,裝置端可能會抽取超過5V/0.5A及
5V/0.9A的容許值,造成電腦USB埠輸出超載
https://i.imgur.com/9LEeV0h.jpg
Tronsmart一款直出USB-C線的車用充電器,其規格為5V/3A輸出,測試其Rp阻抗為10.07k
Ω,表示最大容許設定5V/3A,符合輸出規格標示
https://i.imgur.com/ZwjdyA2.jpg
結論:
USB-A to USB-C充電傳輸線及Micro-USB to USB-C轉接頭的Rp阻抗設定,決定了裝置端可
以取用的最大電流,尤其是電腦USB埠,因其輸出電流容許範圍更小,使用Rp阻抗正確的
充電傳輸線/轉接頭,可以避免電腦USB埠/充電器/行動電源發生輸出超載狀況,確保使用
及充電時的安全
報告完畢,謝謝收看
作者: LoCKeR941010 (鬼)   2018-04-10 19:26:00
長知識推
作者: ShibaTatsuya (司波達也)   2018-04-10 22:48:00
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作者: Allen0835690 (Allen0835690)   2018-04-10 23:20:00
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