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技术分享

认识Type-C与快充相关知识
发布时间：2024-10-24 09:14:28    浏览：563次
今天主要认识下Typc-C 和快充相关基础知识，你将获得：
Type-C 的接口是怎样的？
Type-C 封装类型？
快充协议的种类？代表有哪些？
注意：Type-c 与快充是两个不一样的概念，并没有很直接的联系。

1. 认识Type-C

    USB Type-C接口总计有24个针脚，可以正反插且传输速度快，接口没有方向性，让用户在使用中避免出现插错的情况。一般简称有type c、type-c等这些指的都是同一个产品。


插座图 


TYPE-C引脚功能
TYPE-C公头

插座

接口说明

CC1 CC2 ：配置通道信号用于连接的发现、配置和管理。实现正插反插识别，可以用于区分主从设备。

SBU：边带使用信号适用于传输非USB信号，比如音频信号。

TX2+ TX2- / RX2+ RX2-  TX1+ TX1- / RX1- RX1+ : 高速USB串行数据接口定义了一组差分发送对，和一组差分接收对。作为USB3.1 标准

SBU1，SBU2：这些信号用于特殊用途，支持额外的功能或传输需求，可以根据具体应用进行配置。

D-/D+ : USB2.0 接口

VBUS: USB 线缆的电源输出，用于为设备供电。

VCONN：为某些 USB 设备提供额外的电源，特别是在支持 USB Type-C 的设备中。

1.1 Type-C 特点说明

接口特点：

对称设计：Type-C接口是对称的，可以正反插入。这意味着用户无需担心插入方向，减少了插入错误的机会。

小巧：Type-C接口比之前的USB接口更小，适用于更薄更小的设备，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑。

数据传输

  • 高数据传输速度：Type-C接口可以支持多种数据传输标准，包括USB 3.1、USB 3.2和Thunderbolt 4，数据传输速度最高可达80 Gbps。
  • 多协议支持：除了标准的USB数据传输，Type-C还可以支持其他协议，如HDMI、DisplayPort和PCIe。这意味着一个Type-C接口可以用于连接显示器、存储设备等多种外设。

双向传输

  • 双向传输能力：Type-C接口支持双向数据和电力传输，这意味着设备可以通过同一个接口进行充电和数据传输，而不需要额外的接口。

音视频输出

  • 支持音视频信号传输：Type-C接口可以通过Alt模式支持视频输出，比如通过DisplayPort Alt模式可以输出4K视频到显示器或电视。

USB Type-C 配合 USB PD

  • 动态电源分配：通过USB PD协议，Type-C可以动态调整电力传输，以满足不同设备的需求。
  • 快速充电：USB PD允许设备以更高的功率进行快速充电，提高充电效率。

1.2 Type-C 封装分类

TYPE-C 的分类，这里一般以母座进行分析。

1.2.1 24 Pin

1.2.2 16 Pin 12pin

16 Pin 引脚，在有些场景下，不需要USB3.0 功能，在24 Pin的基础上去掉了；除了没有USB3.0/USB3.1 的高速，其他都是正常的，支持快充PD，音频接口，HDMI传输，调试等等。

在实际过程中，这个中16pin 也叫作12Pin TYPE-C， 在母座上，将两个Vbus, 两个GND 都分别合并，这样就变成了12Pin.


1.2.3 6 Pin

去掉USB通信功能，常用在无需任何通信，只用于充电取电相关的设备，比如快充插头，电子玩具车，电动牙刷这种。


2. Type-C CC

Type-c 的CC 脚应该算是Type-c 的重点部分，如果理解了CC脚，那么其功能大概也就理解了。
这个内容将单独一个章节进行分析，稍后发布。

3. 快充协议

快充协议是一种通过提高充电效率来缩短设备充电时间的电池充电技术。它是通过在充电器和设备之间建立一种沟通机制，充电器能够根据设备的需求和状态，调整输出的电压和电流。这种沟通机制由快充协议定义，它决定了设备和充电器如何互相识别和交流，以及如何调整电力输出。通过使用快充协议，设备可以在安全的情况下尽可能快地充电，而不是简单地使用最大可能的电流进行充电，从而导致电池过热或损坏。
对于快充的协议，目前已经有非常多种，这里以公开以及私有两大类进行划分：

3.1 公开快充协议

3.1.1 PD协议

USB PD（USB Power Delivery）是由USB Implementers Forum（USB-IF）制定的一种充电协议。该协议通过USB电缆和连接器增加电力传输，扩展USB应用中的电缆总线供电能力。PD协议可以实现高压低电流或者低电流高压的充电方式，也可以实现双向充电。USB PD 快充协议是目前最主流的协议之一，USB PD快充协议是以Type-c物理接口输出，但不能是不是Type-c接口就一定支持PD快充协议。
Type-c 接口默认是最大支持15W(5V/3A），但是在实现了USB-PD快充协议后，能够输出最大100W(20V/5A)或者更大。在后期发布最新的USB PD3.1标准，理论上可以到达240W的充电功率。


关于官方USB PD 协议资料：

USB Power Delivery | USB-IF

3.1.2 QC协议

Quick Charge（QC）是由美国高通公司推出的一种专有快充技术。该技术采用了不同于传统USB充电的方法，允许在同样的时间内传输更多的电力，从而大大提高了充电速度。
QC 快充协议目前经历了5个版本左右，从最初的QC1.0，最大功率为10w，是传统充电的2倍，该协议支持USB-Type A， USB-Type micro B，USB-Type C。QC2.0 采用更高电压，可以提供20W，再到后来的QC5.0 采用双充技术，三冲技术极大提高了充电功率。5.0 同时支持PD协议，支持100W，兼容性也好。

3.1.3 PE协议

PE 协议由联发科推出，全称为Pump Express，其特点是允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压。目前使用这个比较少，曾经魅族手机采用了联发科芯片采用了这个快充协议。

3.2 私有快从协议

3.2.1 OPPO VOOC

充电5分钟，通话两小时�。�
VOOC 协议是OPPO 发布的一种私有快充协议，第一代采用22.5W(5V/4.5A)的充电方案，后来发展Super VOOC/VOOC 4.0 采用串联双芯的的设计，充电电流保持在5A，充电电压提高到10V，充电功率到达了50W。后面又提升了电流到6.5A , 功率到达了65W。目前采用Super VOOC3.0 闪充，最大功率到达125W。

3.2.2 华为快充（FCP,SCP）

华为快充协议分为两种FCP(Fast Charge Protocol)和SCP(Super Charge Protocol)，前期在早期用的比较多，属于一种高压快充的，目前主要以SCP为主，最高支持到40W，只能支持华为手机。FCP在2015年发布，基于USB PD协议发展，最高功率18W(9V/2A)。到2016年发布SCP协议，支持22.5W功率输出，后来又加入了其他电压档，最高到达100W。

3.2.3 AFC 快充(三星)

AFC 是三星自家的标准快充（Adaptive Fast Charging）, 电压电流12/2.1A , 9V/1.67A, 5.0V/2.0A

4. 总结

本章节将对Type-C 的接口进行大致了解，对封装类型进行讲述，另外关于快充协议分为公开和私有两个部分，公开协议主要以PD协议和QC协议，私有协议包括VOOC 华为快充 三星快充规格大致了解。后续将对Type-C 的工作将大致分析，别忘了关注！


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