认识USB-C介面的Rp阻抗定义及实际测量
USB-C因为能够承受更高的电压电流传输能力(标准5V/1.5A-5V/3A,USB PD模式5-20V/5A,USB PD 3.0 with PPS模式3-20V/5A),为了让主控端(Host/DFP/Source)与装置端(Device/UFP/Sink)能彼此了解最大电压电流传输能力,在USB-C的硬体介面具备了CC(系统组态线),若是支援USB PD的装置,则还会使用PD协议IC来进行单线双向沟通
USB-C主控端CC透过使用Rp(上拉电阻,Pull-up Resistor),让装置端可以侦测其最大容许电流值,透过不同阻抗的Rp来设定最大电流,装置端取用电流时就会进行限制,避免主控端发生超载
上面所讲的CC组态机制,是内建在USB-C主控端的,但是目前使用仍旧相当广泛的USB-A/Micro-USB硬体介面中并没有CC接脚的存在,所以对于USB-A to USB-C的缆线,或是Micro-USB to USB-C转接头,必须要将CC的上拉电阻设置在缆线或是转接头上,让USB-C装置端可以正常侦测最大容许电流值
无论是USB 3.1/USB 2.0的USB-A to USB-C的缆线、Micro-USB to USB-C转接头、主控/电源端直出的USB-C接头缆线,需要配上56kΩ±5%的CC终端阻抗,确保装置仅能取用USB 2.0/USB 3.1介面预设的供电能力
介面预设的供电能力,USB 2.0为5V/0.5A,USB 3.1为5V/0.9A,装置取用电流不超过此规范下,可避免主控端发生电源超载的现象,所以Rp阻抗的设定扮演重要的角色
以下对一些USB-A to USB-C缆线、Micro-USB to USB-C转接头、主控端直出USB-C线的CC上Rp阻抗值进行测试,依照标准值56kΩ±5%,量测出来的阻抗必须要在53.2kΩ至58.8kΩ之间
LLS日日欣USB-A to USB-C USB 3.1充电传输线,阻抗符合标准,为55.29kΩ
HTC U11plus随附的USB-A to USB-C USB 2.0充电传输线,阻抗符合标准,为55.97kΩ
ON PRO UC-TCM12M USB-A to USB-C USB 2.0充电传输线,阻抗符合标准,为56.56kΩ
LLS日日欣Micro-USB to USB-C转接头,阻抗符合标准,为55.04kΩ
小米Micro-USB to USB-C转接头,阻抗符合标准,为56.33kΩ
三星S8随附的Micro-USB to USB-C转接头,阻抗符合标准,为55.86kΩ
Tronsmart C4N1四合一USB-A/USB-C/Micro-USB组合式USB 2.0充电传输线,阻抗符合标准,为55.96kΩ
某一款外接盒随附的USB-A to USB-C USB 3.1充电传输线,阻抗为21.709kΩ,表示其最大容许设定在5V/1.5A,使用在电脑标准USB埠上,装置端可能会抽取超过5V/0.5A及5V/0.9A的容许值,造成电脑USB埠输出超载
Tronsmart一款直出USB-C线的车用充电器,其规格为5V/3A输出,测试其Rp阻抗为10.07kΩ,表示最大容许设定5V/3A,符合输出规格标示
结论:
USB-A to USB-C充电传输线及Micro-USB to USB-C转接头的Rp阻抗设定,决定了装置端可以取用的最大电流,尤其是电脑USB埠,因其输出电流容许范围更小,使用Rp阻抗正确的充电传输线/转接头,可以避免电脑USB埠/充电器/行动电源发生输出超载状况,确保使用及充电时的安全
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