USB功率输出2.0 vs 3.0

电子设计 2022-01-11 1930

描述

Other Parts Discussed in Post:TPS25740, TPS25740A

当我第一次听说电影《蝙蝠侠大战超人：正义黎明》时，我的内心是疑惑的，因为这两位可都是“好人”。而适用新一版USB功率输送（PD）规则（版次：1.0a）的USB已限量发布，这就导致了一个类似问题：究竟哪个版本的USB PD可以适用你的设备？

USB PD 3.0的发布并不意味着USB PD 2.0的完结和过时。尽管现在USB 3.1都有了，很多应用仍在持续使用USB 2.0。同样的，无论是3.0还是2.0，他们都是进行USB功率输送的靠谱选择，且二者具有一定的互操作性。

我们需摒弃USB PD 2.0和3.0遵循的是不一样的电压分布或幂规律的错误想法。对于这两种PD来说，所遵循的幂规律都是一样的。其中最重要的规律包括：

超过15W的源应显示为5V和9V。

超过27W的源应显示为5V、9V和15V。

超过45W的源应显示为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的库与源均要求可与USB PD 2.0库与源完全兼容，即所有的USB PD 3.0设备必须通过USB PD 2.0的符合性测试。从USB应用者william hill官网（IF）的角度来看，USB PD 3.0和USB PD 2.0都属一种USB产品。在发布USB标识验证时，USB应用者william hill官网也不会将二者区分开来单独发布。

表1所示的是在USB PD 3.0规范中列出的两种产品的实际区别。

USD PD 3.0新特色	功能
报警数据消息（可选）	汇报系统改变或突发事件，如过压或过载电流
电池状态数据消息（电池系统必备）	汇报电池充电状态
源功能延伸（可选）	汇报关于源的其他信息，如保压时间和触摸温度
状态延伸消息（可选）	汇报当前内部温度计当前输入电源状态
电池功能延伸消息（电池系统必备）	汇报电池设计容量及上次完全充电容量
生产商信息延伸消息（可选）	申请和发送生产商定义字符机制
固件（FW）升级延伸信息（可选）	USB固件升级条例应用机制
安全延伸消息（可选）	USB认证应用机制
与电缆通讯更严格控制（必备）	仅VCONN源可与电缆插头电子制造商通讯
源协调碰撞避免（必备）	更加稳健的机制，可避免源与库同时在典型电源协议之外发送消息。USB PD 2.0配置有碰撞避免机制，但鉴于新增了更多可选消息，可认为USB PD 3.0相比之下更加稳健。
快速角色切换机制（可选）	从库到源进行双角色快速切换，防止USB数据漏码。不适用单库式和单源式设备。
无支持控制消息（必备）	通知端口不支持某特定消息的方式。旨在帮助USB PD 3.0在未来开发更多功能和选项。
更高的数据荷载（可选）	部分可选新延伸功能的字符超过最长28字节USB PD 2.0最高数据荷载。USB PD 3.0可发送更长字节消息。适配此更长字节消息的系统必须同时支持可以更小“块”发送此类长字符消息。

表1：USB PD 3.0新功能列表

为什么现在仍选择USB PD 2.0?

以下是两类我认为不应使用USB PD 3.0的设备，因为会带来支持3.0新要求和功能的额外负担。

首先是最简单的单库式设备。这类设备所需的仅仅是电源协调。USB PD 3.0的众多新功能中没有一个能给此类设备带来任何实际的系统效益，除非要求进行设备USB认证，或设备想汇报从电池至源的复杂信息。

其次，简易的单源式设备无法利用库的额外信息，这意味着设备或许根本无需任何USB PD 3.0的任何新式功能。TI最近为此类设备发布了TPS25740和TPS25740A。

USB应用者william hill官网从2015年8月开始验证USB PD 2.0硅，并最终在2016年6月完成合规性程序，而在这之前的3月，当USB PD 2.0规范稳定在1.2版次，合规性测试都还没有展开，USD应用者william hill官网也没有宣布USB PD 3.0硅合规性测试的相关日程。

最后，系统设计方不应机械的认为他们的设备一定要能适配USB PD 3.0。USB PD 3.0对某特定设备是否必需取决于该设备是否需要3.0的这些新功能。USD PD 2.0规范已经成熟，且更加简易，对很多设备来说，是比USB PD 3.0更大的优势。这就是我为什么认为现在仍应选择USB PD 2.0的原因。

审核编辑：金巧

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