PD协议

article/2025/9/28 12:19:36

最近在搞PD充电部分，资料记录下，以前搞了很多项目也记录了很多文档资料，不过感觉平时喜欢乱打开网站，而那些word文档经常被放在一个文件夹中，一放就好几年。所以开始在csdn记录自己整理的东西。

定义：
USB-PD（Power Delivery）是基于USB Type-C的一种电源供电标准，最大供电功率可达100瓦（W）；随着USB Type-C的普及，越来越多的设备（手机、平板、显示器、工作站、充电器等）使用USB-PD快速充电方案。

USB PD快速充电通信原理（总结：就是在电源线中，载波了一个信号电压，然后到设备中在解调信号出来实现通信（通信原理中最基本的内容哈））
USBPD的通信是将协议层的消息调制成24MHZ的FSK信号并耦合到VBUS上或者从VBUS上获得FSK信号来实现手机和充电器通信的过程。
如图所示，
在这里插入图片描述

在USB PD通信中，是将24MHz的FSK通过cAC-Coupling耦合电容耦合到VBUS上的直流电平上的，而为了使24MHz的FSK不对PowerSupply或者USBHost的VBUS直流电压产生影响，在回路中同时添加了zIsolation电感组成的低通滤波器过滤掉FSK信号。

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US BPD的原理，以手机和充电器都支持USBPD为例讲解如下：
1）USBOTG的PHY监控VBUS电压，如果有VBUS的5V电压存在并且检测到OTGID脚是1K下拉电阻（不是OTGHost模式，OTGHost模式的ID电阻是小于1K的），就说明该电缆是支持USBPD的；
2）USBOTG做正常BCSV1.2规范的充电器探测并且启动USBPD设备策略管理器，策略管理器监控VBUS的直流电平上是否耦合了FSK信号，并且解码消息得出是CapabilitiesSource消息，就根据USBPD规范解析该消息得出USBPD充电器所支持的所有电压和电流列表对；
3）手机根据用户的配置从CapabilitiesSource消息中选择一个电压和电流对，并将电压和电流对加在Request消息的payload上，然后策略管理器将FSK信号耦合到VBUS直流电平上；
4）充电器解码FSK信号并发出Accept消息给手机，同时调整PowerSupply的直流电压和电流输出；
5）手机收到Accept消息，调整ChargerIC的充电电压和电流；
6）手机在充电过程中可以动态发送Request消息来请求充电器改变输出电压和电流，从而实现快速充电的过程。
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Type-C接口默认最大支持5V/3A，但在实现了USBPD协议以后，能够使输出功率最大支持到前文提到的100W

对于上图CC线的理解
CC (Channel Configuration) 线的作用是对两个连接在一起的设备进行电源供应的配置。初始情况下，USB Type-C接口的VBUS上是没有电源供应的，系统需要在电缆连接期间进行设备角色的定义，插座上的CC线被上拉至高电平的设备将被定义为电源供应者即源端，而被下拉至低电平的设备将被定义为电源消费者即吸端。
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上图显示出了确定电源供求角色、电缆方向和电流供应能力的方法。源端的CC1和CC2通过电阻Rp被拉高，被监测着的CC1/CC2在没有连接任何东西时总是处于高电平，一旦吸端接入，CC1或CC2的电压就被电阻Rd拉低了。由于电缆中只有一条CC线，因而源端可以分辨出是哪个CC端被拉低了。吸端的CC1/CC2的电压也同样被监测着，一旦发现某条CC线被拉高了，其电压水平就让吸端知道源端电流供应能力。电路中的上拉电阻Rp也可以用电流源代替，这在集成电路中很容易实施，而且可以不受V+电源电压误差的影响。
吸端的下拉电阻Rd的定义值是5.1kΩ，因而CC线的电压是由源端上拉电阻Rp的值（或电流源的电流值）决定的。已经定义的总线电流能力有3档，最低的CC线电压（大约0.41V）对应的是默认的USB电源规格（USB 2.0的500mA 或 USB 3.0的900mA），较高的CC线电压（大约0.92V）对应的电流能力是1.5A。假如CC线电压为大约1.68V，对应的最大电流供应能力为3A。相关数据可参照下图。
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这位大佬写的很仔细可以看他的
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