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USB Type-C PD spec (5)

Type-C PD spec 由五部分组成
翻译自《USB Power Delivery Specification v3.1》

1、PD Overview
2、物理层
3、协议层
4、设备策略层
5、场景讲解

5、场景讲解

5.1、功率协商(SPR)

SPR 显性契约建立过程

  • SRC 发送 Source_Capabilities 消息通告其功率能力
  • SNK 评估这些能力,并发送 Request 消息来选择一个功率
  • SRC 评估请求并通过 Accept 消息接受请求
  • SRC 转换到新的功率,然后通过发送 PS_RDY 消息通知 SNK
  • SNK 开始使用新的功率

对于 SPR PPS 操作

  • SRC 启动其保持活动计时器,等待 SNK 的周期性请求
  • SNK 启动请求定时器以发送周期性的 Request 消息

SRC 状态图

SNK 状态图

5.2、功率协商(EPR)

EPR 模式的进入

SRC 状态图

SNK 状态图

EPR_Mode 消息

  • 用于进入、确认和退出 ERP 模式

EPR 显性契约

  • SRC 发送 EPR_Source_Capabilities 消息以通告其供电能力
  • SNK 评估这些能力,并通过发送 EPR_Request 消息来选择功率档位
  • SRC 评估请求并通过 Accept 消息接受请求
  • SRC 转换到新的功率,然后通过发送 PS_RDY 消息通知接收器
  • SNK 开始使用新功率
  • SRC 启动其保持活动计时器
  • SNK 启动其请求计时器以发送周期性 EPR_KeepAlive 消息

SRC 状态图

SNK 状态图

EPR 显性契约

  • EPR Capabilities 消息结构
  • EPR_Source_Capabilities
    • 告知 SNK 其供电能力
    • 进入 EPR 模式时发送
    • 处于 EPR 模式且能力发生变化时发送
    • 回应 EPR_Get_Source_Cap 时发送
  • EPR_Sink_Capabilities
    • 告知 SRC 其吸电需求
    • 回应 EPR_Get_Sink_Cap 时发送
  • EPR_Request
    • SNK 在 EPR 模式下请求 SRC 指定的功率档位
    • SRC 可用 Accept/Reject 响应,但不能用 Wait 响应(引起硬复位)

EPR 显性契约

  • EPR_KeepAlive/EPR_KeepAlive_Ack
    • 归属于 Extended_Control 消息
    • 用于 SNK/SRC 在 EPR 下周期性交互

EPR 模式的退出

  • 需在使用 SPR PDO(电压 ≤ 20V)时退出
  • 时序图

EPR 模式的退出

  • 需在使用 SPR PDO(电压 ≤ 20V)时退出
  • SRC/SNK 状态图

5.3、PR_Swap(电源角色交换)

PR_Swap 过程

  • 发送 PR_Swap 消息
  • Accept 消息响应
  • 新的 SNK 将其输出设置为 vSafe0V,然后断言 Rd 并发送 PS_RDY 消息
  • 新的 SRC 断言 Rp,然后将其输出设置为 vSafe5V,并在供电准备好时发送 PS_RDY 消息
  • SRC 发起

    SNK 发起

    SRC & SNK 状态图

    PR_Swap 过程

    • PR_Swap 可由 SRC 或 SNK 发起
    • 遵循“先断后通”
    • 注意
      • 原 SRC 在 PS_RDY 消息头中的“Port Power Role”字段设置为 Sink,以示电源已关闭
      • 原 SNK 在 PS_RDY 消息头中的“Port Power Role”字段设置为 Source,以示已上电