USB 2.0/3.0 功率輸出對比 - 全文

當我第一次聽說電影《蝙蝠俠大戰(zhàn)超人：正義黎明》時，我的內(nèi)心是疑惑的，因為這兩位可都是“好人”。而適用新一版USB功率輸送（PD）規(guī)則（版次：1.0a）的USB已限量發(fā)布，這就導致了一個類似問題：究竟哪個版本的USB PD可以適用你的設(shè)備？

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USB PD 3.0的發(fā)布并不意味著USB PD 2.0的完結(jié)和過時。盡管現(xiàn)在USB 3.1都有了，很多應(yīng)用仍在持續(xù)使用USB 2.0。同樣的，無論是3.0還是2.0，他們都是進行USB功率輸送的靠譜選擇，且二者具有一定的互操作性。

我們需摒棄USB PD 2.0和3.0遵循的是不一樣的電壓分布或冪規(guī)律的錯誤想法。對于這兩種PD來說，所遵循的冪規(guī)律都是一樣的。其中最重要的規(guī)律包括：

超過15W的源應(yīng)顯示為5V和9V。

超過27W的源應(yīng)顯示為5V、9V和15V。

超過45W的源應(yīng)顯示為5V、9V、15V和20V。

USB PD 3.0可反向兼容USB PD 2.0。所有的USB PD 3.0的庫與源均要求可與USB PD 2.0庫與源完全兼容，即所有的USB PD 3.0設(shè)備必須通過USB PD 2.0的符合性測試。從USB應(yīng)用者論壇（IF）的角度來看，USB PD 3.0和USB PD 2.0都屬一種USB產(chǎn)品。在發(fā)布USB標識驗證時，USB應(yīng)用者論壇也不會將二者區(qū)分開來單獨發(fā)布。

表1所示的是在USB PD 3.0規(guī)范中列出的兩種產(chǎn)品的實際區(qū)別。

USD PD 3.0新特色

功能

報警數(shù)據(jù)消息（可選）

匯報系統(tǒng)改變或突發(fā)事件，如過壓或過載電流

電池狀態(tài)數(shù)據(jù)消息（電池系統(tǒng)必備）

匯報電池充電狀態(tài)

源功能延伸（可選）

匯報關(guān)于源的其他信息，如保壓時間和觸摸溫度

狀態(tài)延伸消息（可選）

匯報當前內(nèi)部溫度計當前輸入電源狀態(tài)

電池功能延伸消息（電池系統(tǒng)必備）

匯報電池設(shè)計容量及上次完全充電容量

生產(chǎn)商信息延伸消息（可選）

申請和發(fā)送生產(chǎn)商定義字符機制

固件（FW）升級延伸信息（可選）

USB固件升級條例應(yīng)用機制

安全延伸消息（可選）

USB認證應(yīng)用機制

與電纜通訊更嚴格控制（必備）

僅VCONN源可與電纜插頭電子制造商通訊

源協(xié)調(diào)碰撞避免（必備）

更加穩(wěn)健的機制，可避免源與庫同時在典型電源協(xié)議之外發(fā)送消息。USB PD 2.0配置有碰撞避免機制，但鑒于新增了更多可選消息，可認為USB PD 3.0相比之下更加穩(wěn)健。

快速角色切換機制（可選）

從庫到源進行雙角色快速切換，防止USB數(shù)據(jù)漏碼。不適用單庫式和單源式設(shè)備。

無支持控制消息（必備）

通知端口不支持某特定消息的方式。旨在幫助USB PD 3.0在未來開發(fā)更多功能和選項。

更高的數(shù)據(jù)荷載（可選）

部分可選新延伸功能的字符超過最長28字節(jié)USB PD 2.0最高數(shù)據(jù)荷載。USB PD 3.0可發(fā)送更長字節(jié)消息。適配此更長字節(jié)消息的系統(tǒng)必須同時支持可以更小“塊”發(fā)送此類長字符消息。

表1：USB PD 3.0新功能列表

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為什么現(xiàn)在仍選擇USB PD 2.0?

以下是兩類我認為不應(yīng)使用USB PD 3.0的設(shè)備，因為會帶來支持3.0新要求和功能的額外負擔。

首先是最簡單的單庫式設(shè)備。這類設(shè)備所需的僅僅是電源協(xié)調(diào)。USB PD 3.0的眾多新功能中沒有一個能給此類設(shè)備帶來任何實際的系統(tǒng)效益，除非要求進行設(shè)備USB認證，或設(shè)備想?yún)R報從電池至源的復雜信息。

其次，簡易的單源式設(shè)備無法利用庫的額外信息，這意味著設(shè)備或許根本無需任何USB PD 3.0的任何新式功能。TI最近為此類設(shè)備發(fā)布了TPS25740和TPS25740A。

USB應(yīng)用者論壇從2015年8月開始驗證USB PD 2.0硅，并最終在2016年6月完成合規(guī)性程序，而在這之前的3月，當USB PD 2.0規(guī)范穩(wěn)定在1.2版次，合規(guī)性測試都還沒有展開，USD應(yīng)用者論壇也沒有宣布USB PD 3.0硅合規(guī)性測試的相關(guān)日程。

最后，系統(tǒng)設(shè)計方不應(yīng)機械的認為他們的設(shè)備一定要能適配USB PD 3.0。USB PD 3.0對某特定設(shè)備是否必需取決于該設(shè)備是否需要3.0的這些新功能。USD PD 2.0規(guī)范已經(jīng)成熟，且更加簡易，對很多設(shè)備來說，是比USB PD 3.0更大的優(yōu)勢。這就是我為什么認為現(xiàn)在仍應(yīng)選擇USB PD 2.0的原因。

其他信息

閱讀應(yīng)用手冊：“TPS65982在USB-PD‘冪規(guī)律’下設(shè)計支持電壓”

參考以下內(nèi)容，開始你自己的設(shè)計：

USB-C DFP, 20V/3A 輸出，通用輸入交流電參考設(shè)計

C類USB 5V/12V/20V 控制卡片參考設(shè)計

閱讀德州儀器在線支持社區(qū)博文：

“電源小貼士：C類USB設(shè)備電源分享。”

“為什么Iq對C類USB很重要？”