Nýjasta viðmótslýsingin kynnt eftir Type-B. Ólíkt hefðbundnu USB-viðmóti, tekur Type-C upp samhverfa hönnun, sem þarf ekki að greina á milli áttar innstungunnar, og forðast leiðinlega aðgerð notenda sem stinga í réttar og rangar áttir. Að auki styður USB Type-C USB PD (Power Delivery) samskiptareglur, sem eykur hleðsluaflið úr hefðbundnu hámarki 7,5W (5V1,5A) í að hámarki 100W (20V5A). Nýjasta USB PD3.1 forskriftin bætir enn frekar Type-C hleðsluaflið, með hámarksafli allt að 240W (28V5A).
Fyrir hefðbundin USB Type-A eða Type-B tæki eru aflgjafaviðmótið (Source) og aflmóttökuviðmótið (Sink) þegar staðlað í viðmótsskilgreiningunni, svo það er engin þörf á að hafa áhyggjur af öfugri eða rangri tengingu. Fyrir tæki með Type-C tengi, þar sem enginn slíkur munur er, geta notendur ekki vitað gerð viðmótsins, þannig að Type-C stjórnandi þarf sjálfur að klára það. Svo hvernig þekkja Type-C tengi hvert annað og veita rétta aflgjafarfræði?
Pinnaskilgreining á Type-C viðmóti
Tegund-C tengi er skipt í kvenhaus (ílát) og karlhaus (Plug). Heildar Type-C pinnar eru 24 og skilgreiningar hvers pinna eru sem hér segir:
1. VBUS: Alls fjórar rásir, BUS spennupinnar fyrir aflgjafa á milli tækja, óháð því hvort þeir eru settir áfram eða afturábak, þessir fjórir pinnar veita aflgjafa
2. GND: Alls fjórar rásir, aflgjafarásir á milli tækja, óháð því hvort þær eru settar áfram eða afturábak, þessir fjórir pinnar munu veita aflgjafarásum
3. TX+/TX- og RX+/RX-: Alls fjögur pör, fyrir USB3.0 háhraðamerki
4. D+/D-: Alls tvö pör, fyrir USB2.0 merki. Við kventengið munu þessi tvö pör skammhlaupa í eitt par
5. CC/VCONN: CC pinna er stillingapinna sem notaður er til að greina tækistengingu og áfram og afturábak stingastefnu, og er einnig línan fyrir USB PD samskipti; VCONN er pinna sem er ská samhverfur við CC pinna. Þegar annar pinna er staðfestur sem CC er hinn skilgreindur sem VCONN, sem er notaður til að knýja eMark snúruna
6. SBU1/SBU2: Margfölduð pinna, eins og að veita viðbótar SBTX og SBRX fyrir USB4
Kventengið er 24 pinnar með ská samhverfu á efri og neðri pinna til að mæta þörfum notandans fram og aftur á stinga; karltengi er 22 pinna. Þar sem það er aðeins eitt par af D+/D- í USB2.0 forskriftinni er aðeins eitt par af D+/D- pinna haldið í karltengi.
Auðvitað, í raunverulegri vöruhönnun, munu verkfræðingar draga úr fjölda pinna á viðeigandi hátt í samræmi við vöruskilgreininguna til að spara kostnað. Til dæmis, fyrir vörur sem aðeins veita hleðslu, eins og straumbreyta, þurfa slíkar vörur ekki háhraða gagnasamskipti USB3.0, þannig að aðeins CC, VBUS, GND og D+/D- pinnar eru geymdar.
Hvað varðar aflgjafa er hægt að skipta Type-C tækjum í þrjá flokka
1. Type-C tæki sem aðeins er hægt að nota sem aflgjafa (Source), eins og Type-C hleðslutæki o.s.frv.
2. Type-C tæki sem aðeins er hægt að nota sem rafmagnsmóttöku (Sink), eins og Type-C farsímar o.fl.
3. Type-C tæki (DRP, Dual RolePort) sem hægt er að nota bæði sem aflgjafa (Source) og aflmóttöku (Sink), eins og Type-C fartölvur, tvíhliða rafmagnsbankar o.fl.
Augljóslega, þegar tvö Type-C tæki eru tengd saman í gegnum C2C snúrur, verða báðir aðilar að vita hvers konar tæki hinn aðilinn tilheyrir, annars mun það leiða til ófullnægjandi hleðslu (eins og öfuga hleðslu), eða engrar hleðslu, og jafnvel valda öryggisvandamál.
Til dæmis, þegar notandi notar hleðslutæki (Source) til að hlaða Type-C tvíhliða rafbanka (DRP), helst ætti rafbankinn að "þjóna" sem vaskur. Hins vegar, vegna rangrar tegundarauðkenningar tækis, gæti raforkubankinn "þjónað" sem uppspretta og valdið "straum bakflæði" sem skemmir bæði tækin.
Tegund-C tengiforskriftin gerir greinarmun á Source, Sink og DRP með röð „uppdráttar“ og „draga niður“ aðferða á CC pinnanum. Fyrir Source tæki þarf að stilla CC pinna með uppdráttarviðnám Rp; fyrir Sink tæki þarf að stilla CC pinna með niðurdraganlegu viðnámi Rd; og fyrir DRP tæki er skipt um uppdrátt og niðurdrátt til skiptis með því að skipta um rofa.
Uppruni ákvarðar hvort tæki er tengt með því að greina CC pinna í Rp endanum og Sink ákvarðar stefnu fram og aftur ísetningu með því að greina CC pinna í Rd endanum.
Pull-down resistor Rd=5.1k, og pull-up resistor Rp er stillt í samræmi við aflgjafagetu þess og uppdráttarspennu. Aflgjafageta USB Type-C er sem hér segir:
1. Sjálfgefin USB aflgjafargeta (Sjálfgefin USB Power). USB2.0 tengi er 500mA; USB3.2 tengi er 900mA og 1500mA
2. BC1.2 (BatteryCharge 1.2) siðareglur. Styður hámarksafl 7,5W, þ.e. 5V1.5A
3. USB Type-C Current 1.5A, styður hámarksafl 7.5W, þ.e. 5V1.5A
4. USB Type-C Current 3A, styður hámarksafl 15W, þ.e. 5V3A
5. USB PD (USB Power Delivery) samskiptareglur, styður hámarksafl upp á 100W, þ.e. 20V5A
Forgangsröðun þessara fimm aflgjafargetu eykst í röð og aflgjafaraflið eykst einnig smám saman. Aflgjafagetan með háan forgang mun hnekkja aflgjafagetunni með lágan forgang. Meðal þeirra er hægt að stilla sjálfgefið USB Power, USB Type-C Current 1.5A og USB Type-C Current 3A með því að stilla Rp gildið.
Þegar tækin tvö eru tengd, fær vaskur aflgjafagetu uppsprettans með því að greina spennuskilagildið vRd Rp og Rd. Eftirfarandi er samsvarandi samband milli Rp gildisins, vRd spennusviðsins og Source aflgjafa getu.
Á sama tíma hefur hinn CC tækisins verið skilinn eftir fljótandi eða dreginn niður af Ra=1k. Ef Ra er dregið niður þýðir það að USB-C snúran er með innbyggðan eMarker flís og Source þarf að skipta um pinna í VCONN til að knýja snúruna.
Hingað til höfum við útskýrt að tækin nota „pull-up“ eða „pull-down“, eða skipta til skiptis á milli þeirra tveggja, til að ákvarða Source, Sink og DRP, og stilla og ákvarða aflgjafagetu Source með því að Rp viðnámsgildið og vRd spennugildið. Hins vegar, hvernig er þetta ferli útfært? Hvernig forðast Type-C öfuga hleðslu eða ranga hleðslu?