基于DIODES AP43781+PI3USB31531+PI3DPX1207C的USB-C PD& Video 之全功能顯示器連接端口方案

隨著USB-C連接器和PD功能的出現(xiàn)，新一代USB-C PD PC顯示器可以用作個(gè)人和專(zhuān)業(yè)PC工作環(huán)境的電源和數(shù)據(jù)集線器。

雖然USB-C PD顯示器是唯一插入墻壁插座的交流電源輸入設(shè)備，但它可以作為數(shù)據(jù)UFP（上游接口）連接到連接到TCD（例如筆記本電腦、pad、電話(huà)）以及DC電源DFP（下游接口），用于顯示器中所需的電源。一旦DFP直流電源交付，顯示器和TCD交換數(shù)據(jù)角色。TCD扮演DFP角色，請(qǐng)求UFP顯示器支持DPAlt模式，以便DP視頻信號(hào)可以正確地傳輸?shù)紻P顯示器。該方案說(shuō)明了在典型PC工作場(chǎng)景中為PC筆記本和PC顯示器設(shè)置的使用情況。

USB-C PD監(jiān)視器系統(tǒng)塊可分為四個(gè)主要功能：
1.電源單元（將交流電源轉(zhuǎn)換為所需的直流電源）
2.主要圖像處理和顯示SoC（圖像格式化和縮放）
3.USB集線器控制器（支持各種USB設(shè)備）
4.USB-C PD接口（處理PD充電和數(shù)據(jù)/視頻信令和路由） EVB。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該方案EVB設(shè)計(jì)用于輸入12V~20V范圍的直流電源，該電源由顯示器內(nèi)部的AC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊板提供，交流電源從交流壁式插座輸入。 此應(yīng)用程序以以下模式運(yùn)行：100W DFP充電端口，UFP支持DP Alt模式：當(dāng)USB-C端口通過(guò)USB-C電纜連接到筆記本電腦或手機(jī)時(shí)，該方案 EVB為筆記本電腦或手機(jī)提供高達(dá)100W的電源。 然后， EVB交換為UFP，以支持顯示器，DP Alt模式輸出到DisplayPort連接器，USB設(shè)備（SSD）到USB連接器。支持DP Alt模式的自供電UFP：當(dāng)USB-C端口通過(guò)USB-C電纜連接到臺(tái)式電腦時(shí)， EVB充當(dāng)自供電UFP，以支持顯示器的DP Alt模式輸出到DisplayPort連接器，以及USB設(shè)備（SSD）到USB連接器。為了支持DP Alt模式所需的PD 3.1充電和數(shù)據(jù)/視頻信令和路由， EVB采用以下關(guān)鍵組件： 1）基于USB-C的DisplayPort支持PD控制器（AP43781-支持DP Alt模式的USB PD控制器。） 2）I2C Buck-Boost控制器（能夠支持高達(dá)100W的PD充電，20V@5A） 3）I2C USB-C重新驅(qū)動(dòng)器（PI3DPX1207C-DP-Alt DP1.4/USB3.1 10Gbps線性重新驅(qū)動(dòng)器，具有非阻塞、無(wú)延遲和內(nèi)置輔助開(kāi)關(guān)） 4）I2C 6:4交叉開(kāi)關(guān)（PI3USB31531-3.3V，USB-C USB3.1 Gen 2/DP1.4 6:4交叉開(kāi)關(guān)） 5）I2C IO擴(kuò)展器芯片（PI4IOE5V9554-8位I2 C-Bus和SMBus I/O端口，帶中斷） 當(dāng) USB-C 連接在活動(dòng) EVB 和 NB 主機(jī)之間完成時(shí)，電源配置文件協(xié)商從一系列通道配置（CC）命令和響應(yīng)交換開(kāi)始。協(xié)商成功后，電源配置文件選擇結(jié)束。AP43781 使連接的 I2C 降壓 - 升壓控制器能夠輸出匹配的 PDO（電源數(shù)據(jù)對(duì)象）電源為 NB 主機(jī)充電。 當(dāng)充電進(jìn)行，AP43781向NB主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)角色交換請(qǐng)求。如請(qǐng)求被接受，NB主機(jī)扮演DFP，開(kāi)始請(qǐng)求UFP AP43781支持DP Alt模式。在NB主機(jī)驅(qū)動(dòng)的CC線上成功解碼供應(yīng)商定義消息（VDM）命令后，AP43781進(jìn)入DP Alt模式。解碼后的信息隨后通過(guò)AP43781發(fā)送到高速交換機(jī)和重新定時(shí)器/重新驅(qū)動(dòng)。

?方案規(guī)格

1.面板接口USB-C、DP 2.適用于設(shè)備：USB-C PD配備筆記本、臺(tái)式機(jī)、智能手機(jī)、PAD 3.輸入工作電壓：12~20 Vdc 4.輸出充電功率：USB-C PD 100W最大輸出功率（20V@5A）； 5.充電效率：94.64%（5V@3A）94.93%（20V@5A） 6.視頻/數(shù)據(jù)支持：USB-C Alt模式-2通道/4通道DP USB 3.1 Gen 1/Gen 2 7.待機(jī)功率:<40mWatt 8.PCB尺寸:75mm*75mm*14mm