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USB Type-C如何实现端口电力管理

导读: 一种显而易见的电力共享方法是限制每个端口的功率,从而确保输出的总功率不超过输入功率。但在这种情况下,由于功率被平均分配到各个端口中,插入系统的任何器件都无法充分利用可用的输入功率。

  USB Type-C 功率输出(Power Delivery,PD)标准允许在任何地方通过一个USB Type-C 端口输送7.5W (5V,1.5A)至100W (10V,5A)的功率。但在任一特定系统内,可用的输入功率总是受限的。那么在多端口系统中,应该如何在不同端口之间进行功率分配呢?

  一种显而易见的电力共享方法是限制每个端口的功率,从而确保输出的总功率不超过输入功率。但在这种情况下,由于功率被平均分配到各个端口中,插入系统的任何器件都无法充分利用可用的输入功率。

  TI电源接口产品线产品市场工程师梁婷珺女士

  TI产品市场工程师梁婷珺介绍了TI Type C与USB PD解决方案。另一种方法是为其中一个端口提供高功率输出,但对其余端口的供电实行严格限制。采用这种方法,可以让用户对功率较大的电子设备进行快速充电。但是,大多数用户不会去阅读相关的产品标签和说明书。他们也许会疑惑:为什么电子设备在某些端口的充电速度要比在其他端口要慢?这样一来会造成糟糕的用户体验,导致退货,进而影响用户的忠诚度。

  更好的解决方案是在系统内的各端口间智能分配可用输入功率。TPS25740A PD源控制器配备有两个引脚,可轻松在双Type-C端口系统中实现端口电力管理。

  其中一个引脚UFP为开漏信号,它可实时显示输出端口的状态。UFP信号通常为高电平,但在输出Type-C端口接入有效负载后则会被拉低而输出低电平。另一个引脚PCTL为输入信号;当其被拉低时,会将TPS25740A广播的最大功率值切换为原广播值的一半。切换PCTL引脚的同时也会迫使与之相连的负载重新分配电力,从而确定该端口的输出电压及最高可用功率。

  图1所示的是一个36W双Type-C端口系统使用端口电力共享的例子。起初,当两个Type-C输出端口未接入任何设备时,则均向外广播满额功率值36W。其中一个端口接入设备后,则该端口可支持以36W满额功率对设备进行充电。由于接入了有效负载,该端口的UFP引脚信号输出低电平,并同时将TPS25740A另一端口上的PCTL引脚拉低。因此,另一端口的广播功率值降低到了18W。

  图1:该36W系统配置了端口电力管理,可在两个端口间智能分配功率

  如果此时在另一个端口也接入设备,该端口的UFP引脚信号也将被拉低,从而迫使前一个端口重新分配电力至18W。这就使得当两个端口同时给设备供电时,每个端口的功率都不会超过18W,总功率不超过36W。同样的技术也可应用在多端口系统中(大于双口)。但此时的情况变得更加复杂,因此往往需要增加一个微处理器。使用微处理器还可帮助系统根据温度等其它因素进行电力分配。

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