USB Type-C如何實(shí)現(xiàn)端口電力管理？

USB Type-C 功率輸出(Power Delivery，PD)標(biāo)準(zhǔn)允許在任何地方通過(guò)一個(gè)USB Type-C 端口輸送7.5W (5V，1.5A)至100W (10V，5A)的功率。但在任一特定系統(tǒng)內(nèi)，可用的輸入功率總是受限的。那么在多端口系統(tǒng)中，應(yīng)該如何在不同端口之間進(jìn)行功率分配呢?

一種顯而易見(jiàn)的電力共享方法是限制每個(gè)端口的功率，從而確保輸出的總功率不超過(guò)輸入功率。但在這種情況下，由于功率被平均分配到各個(gè)端口中，插入系統(tǒng)的任何器件都無(wú)法充分利用可用的輸入功率。

TI電源接口產(chǎn)品線產(chǎn)品市場(chǎng)工程師梁婷B女士

TI產(chǎn)品市場(chǎng)工程師梁婷B介紹了TI Type C與USB PD解決方案。另一種方法是為其中一個(gè)端口提供高功率輸出，但對(duì)其余端口的供電實(shí)行嚴(yán)格限制。采用這種方法，可以讓用戶對(duì)功率較大的電子設(shè)備進(jìn)行快速充電。但是，大多數(shù)用戶不會(huì)去閱讀相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)簽和說(shuō)明書(shū)。他們也許會(huì)疑惑：為什么電子設(shè)備在某些端口的充電速度要比在其他端口要慢?這樣一來(lái)會(huì)造成糟糕的用戶體驗(yàn)，導(dǎo)致退貨，進(jìn)而影響用戶的忠誠(chéng)度。

更好的解決方案是在系統(tǒng)內(nèi)的各端口間智能分配可用輸入功率。TPS25740A PD源控制器配備有兩個(gè)引腳，可輕松在雙Type-C端口系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)端口電力管理。

其中一個(gè)引腳UFP為開(kāi)漏信號(hào)，它可實(shí)時(shí)顯示輸出端口的狀態(tài)。UFP信號(hào)通常為高電平，但在輸出Type-C端口接入有效負(fù)載后則會(huì)被拉低而輸出低電平。另一個(gè)引腳PCTL為輸入信號(hào);當(dāng)其被拉低時(shí)，會(huì)將TPS25740A廣播的最大功率值切換為原廣播值的一半。切換PCTL引腳的同時(shí)也會(huì)迫使與之相連的負(fù)載重新分配電力，從而確定該端口的輸出電壓及最高可用功率。

圖1所示的是一個(gè)36W雙Type-C端口系統(tǒng)使用端口電力共享的例子。起初，當(dāng)兩個(gè)Type-C輸出端口未接入任何設(shè)備時(shí)，則均向外廣播滿額功率值36W。其中一個(gè)端口接入設(shè)備后，則該端口可支持以36W滿額功率對(duì)設(shè)備進(jìn)行充電。由于接入了有效負(fù)載，該端口的UFP引腳信號(hào)輸出低電平，并同時(shí)將TPS25740A另一端口上的PCTL引腳拉低。因此，另一端口的廣播功率值降低到了18W。

圖1：該36W系統(tǒng)配置了端口電力管理，可在兩個(gè)端口間智能分配功率

如果此時(shí)在另一個(gè)端口也接入設(shè)備，該端口的UFP引腳信號(hào)也將被拉低，從而迫使前一個(gè)端口重新分配電力至18W。這就使得當(dāng)兩個(gè)端口同時(shí)給設(shè)備供電時(shí)，每個(gè)端口的功率都不會(huì)超過(guò)18W，總功率不超過(guò)36W。同樣的技術(shù)也可應(yīng)用在多端口系統(tǒng)中(大于雙口)。但此時(shí)的情況變得更加復(fù)雜，因此往往需要增加一個(gè)微處理器。使用微處理器還可幫助系統(tǒng)根據(jù)溫度等其它因素進(jìn)行電力分配。