USB Type-C如何實(shí)現端口電力管理？

USB Type-C 功率輸出(Power Delivery，PD)標準允許在任何地方通過(guò)一個(gè)USB Type-C 端口輸送7.5W (5V，1.5A)至100W (10V，5A)的功率。但在任一特定系統內，可用的輸入功率總是受限的。那么在多端口系統中，應該如何在不同端口之間進(jìn)行功率分配呢?

一種顯而易見(jiàn)的電力共享方法是限制每個(gè)端口的功率，從而確保輸出的總功率不超過(guò)輸入功率。但在這種情況下，由于功率被平均分配到各個(gè)端口中，插入系統的任何器件都無(wú)法充分利用可用的輸入功率。

TI電源接口產(chǎn)品線(xiàn)產(chǎn)品市場(chǎng)工程師梁婷B女士

TI產(chǎn)品市場(chǎng)工程師梁婷B介紹了TI Type C與USB PD解決方案。另一種方法是為其中一個(gè)端口提供高功率輸出，但對其余端口的供電實(shí)行嚴格限制。采用這種方法，可以讓用戶(hù)對功率較大的電子設備進(jìn)行快速充電。但是，大多數用戶(hù)不會(huì )去閱讀相關(guān)的產(chǎn)品標簽和說(shuō)明書(shū)。他們也許會(huì )疑惑：為什么電子設備在某些端口的充電速度要比在其他端口要慢?這樣一來(lái)會(huì )造成糟糕的用戶(hù)體驗，導致退貨，進(jìn)而影響用戶(hù)的忠誠度。

更好的解決方案是在系統內的各端口間智能分配可用輸入功率。TPS25740A PD源控制器配備有兩個(gè)引腳，可輕松在雙Type-C端口系統中實(shí)現端口電力管理。

其中一個(gè)引腳UFP為開(kāi)漏信號，它可實(shí)時(shí)顯示輸出端口的狀態(tài)。UFP信號通常為高電平，但在輸出Type-C端口接入有效負載后則會(huì )被拉低而輸出低電平。另一個(gè)引腳PCTL為輸入信號;當其被拉低時(shí)，會(huì )將TPS25740A廣播的最大功率值切換為原廣播值的一半。切換PCTL引腳的同時(shí)也會(huì )迫使與之相連的負載重新分配電力，從而確定該端口的輸出電壓及最高可用功率。

圖1所示的是一個(gè)36W雙Type-C端口系統使用端口電力共享的例子。起初，當兩個(gè)Type-C輸出端口未接入任何設備時(shí)，則均向外廣播滿(mǎn)額功率值36W。其中一個(gè)端口接入設備后，則該端口可支持以36W滿(mǎn)額功率對設備進(jìn)行充電。由于接入了有效負載，該端口的UFP引腳信號輸出低電平，并同時(shí)將TPS25740A另一端口上的PCTL引腳拉低。因此，另一端口的廣播功率值降低到了18W。

圖1：該36W系統配置了端口電力管理，可在兩個(gè)端口間智能分配功率

如果此時(shí)在另一個(gè)端口也接入設備，該端口的UFP引腳信號也將被拉低，從而迫使前一個(gè)端口重新分配電力至18W。這就使得當兩個(gè)端口同時(shí)給設備供電時(shí)，每個(gè)端口的功率都不會(huì )超過(guò)18W，總功率不超過(guò)36W。同樣的技術(shù)也可應用在多端口系統中(大于雙口)。但此時(shí)的情況變得更加復雜，因此往往需要增加一個(gè)微處理器。使用微處理器還可幫助系統根據溫度等其它因素進(jìn)行電力分配。