2017年蘋果發(fā)布的iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X三款機首次支持USB PD快充，刺激了整個手機市場，幾乎所有主流的手機廠商都已將USB PD快充納入到了手機的充電配置。2018年新iPad Pro也棄用了Lightning接口與耳機孔，更換為通用性更高、功能更全、性能更強的USB-C接口。

從各大手機廠商和芯片原廠的布局來看，USB PD快充將成為目前手機、游戲機、筆記本電腦、Pad等電子設備的首選充電方案，而USB Type-C也將成為下一個十年電子設備之間電力與數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ唤涌?，USB PD快充協(xié)議大一統(tǒng)的局面即將到來。

MPS公司的本次直播活動也緊跟風口，邀請到了我們 MPS應用技術(shù)市場資深經(jīng)理龔軍勇先生，為大家講解一下USB Type-C 和 PD的基礎知識、電源解決方案、控制協(xié)議解決方案，助力工程師從目前的 USB Type-A 快速過渡到 USB Type-C 及 PD，并熟悉和掌握車載 USB 充電方案的系統(tǒng)級需求及設計挑戰(zhàn)。

實力吸睛：Type-C 和USB-PD憑借自身優(yōu)勢，堪稱史上最“強”的接口！

更寬的電源范圍：支持信號傳輸，兼具數(shù)據(jù)和視頻傳輸能力

更強的電力傳輸能力：PD可以支持最大20V/5A功率傳輸, Type-C可以支持最大15W

更快的傳輸速率：支持20Gbps的高速USB3.2傳輸速率

更薄更靈活的設計：端口纖薄體積小，采用無方向的正反插結(jié)構(gòu)

更多的擴展可能：向下兼容USB Type-A, USB2.0；支持模擬或者數(shù)字音頻，支持數(shù)字視頻，如Display Port, HDMI, Thunderbolt

技術(shù)干貨：Type-C內(nèi)部電源管理設計

具有方向性：供電端（Source）和受電端（Sink）

a.供電端默認關閉，CC線內(nèi)部上拉，通過插入受電端時連接到下拉電阻，將CC端的電壓拉低到2.4V以下來識別，啟動供電端。

b.供電端和受電端都可以檢測設備的插入情況。

雙向傳輸（Dual role/DRP）：既可以供電，也可以受電

技術(shù)干貨：基于Type-C接口和握手的USB PD，又該如何設計呢？

當然，不是什么時候都需要使用USB PD，僅在功率大于15W (5V @ 3A) 時，需使用 USB PD。

USB PD的特性主要有：

可將 Vbus 電壓最高增加至 21V (可提供 7 種不同電壓選擇)

可將 Vbus 電流最高增加至 5A

可支持加密的握手和通信

異常情況下可支持動態(tài)交換角色：power, data, 和 Vconn roles

可支持Alternate Modes，比如 DisplayPort, Thunderbolt, 和 HDMI

可支持智能電源管理，比如筆記本電腦和 USB hubs

USB PD具體是如何工作的呢？

先建立Type-C的握手連接，在此基礎上發(fā)送PD命令；

PD通信信號為一個300kHz，低電平為0，高電平為1.1V的脈沖信號。采用BMC編碼形式。

直播中，還安利了USB PD2.0的輸出電壓種類：

USB PD2.0規(guī)定了多大的功率就應該出哪幾檔電壓。舉例來說，如果輸出功率為45W那么就應該輸出5V/9V/15V@3A，而不需要出現(xiàn)20V這一檔電壓。

另外，PD3.0功率規(guī)則也是類似，只是增加了可變輸出電壓檔位。

以及，PD協(xié)議又是怎么握手的呢？

簡單的來說就是一問一答式：主機先檢測Type-C線材為3A還是5A，然后決定發(fā)3A還是5A的電流。

接下來就廣播該主機可以支持的輸出電壓種類，從機會響應和請求一個需要的電壓電流PDO，然后主機再回復接受。這樣，一次電壓握手就完成了。

直播中，除了和大家分享了Type-C和USB PD的設計技術(shù)干貨之外，對于當前流行的車載USB充電設計，我們的專家也做了詳盡的解析和分享。

實戰(zhàn)操作：大牛手把手教你如何設計車載USB的電源

首先，了解一下車載USB口的應用場景，主要分為3種：娛樂導航上的USB口、扶手箱內(nèi)的USB HUB、后排座子充電USB口。

針對這些應用，它的實際需求又有哪些呢？我們的專家給出了全面的總結(jié)：

模塊輸入防反插電路

模塊輸入Pulse電壓測試：模擬自動啟停，瞬態(tài)高壓，負壓，load dump等測試

EMC兼容性

模塊溫升管理，過熱保護

USB輸出電壓線損補償，輸出過流保護，短電池保護等

充電協(xié)議兼容性認證

：

采用Buck-Boost電源變換器，滿足6V-36Vin轉(zhuǎn)5V/9V/15V/20V的輸出；

接口握手芯片的選型：PD控制器/DCP 或 CDP 或 QC3.0握手等，根據(jù)需求來選型。

上行數(shù)據(jù)信號輸送（如導航系統(tǒng)）

【一個Type-C 5V/3A帶通信功能的USB口設計案例】— MPS的產(chǎn)品型號：MPQ4482-C

主芯片提供的功能有：

? 12V->5V/3A高效Buck

? 低阻抗Type-C開關，進行限流和線補檢測

? Type-C控制協(xié)議 USB2.0 CDP握手協(xié)議

<具體的設計要求和需要注意的地方，我們的專家在直播中給大家做了詳細的講解>

最后，直播中還分享了MPS的參考設計并進行了在線Demo演示： 此設計采用Buck-Boost 控制器 + PD控制器，可支持 5V/9V/15V/20V/3.3-21V@5A PPS 輸出。

我想，最令大家期待的環(huán)節(jié)當然還是在線演示咯！

直播中給大家在線演示了100W車規(guī)級USB PD參考設計板的工作過程，電路結(jié)構(gòu)簡單，設計簡便，令人印象深刻。