原创 USB-IF最新PD规范–PD 3.1规格介绍-下篇

 2021-6-30 09:50  19847 17 17 分类: 电源/新能源文集: 快充

关键词：USB-IF, 快充，PD，最新规范，测试

本文重点

1. EPR_Source_Capabilities

2. EPR 模式流程

-Enter EPR模式

-PD Negotiate in EPR Mode

-Exit EPR模式

3. Type-C线缆与连接器更新重点

点击阅读：USB-IF最新PD规范–PD 3.1规格介绍-上篇

EPR模式流程

进入EPR模式供电之前，Source/Sink需要先建立Explicit PD Contract，在这个过程中，双方分别在Source Capabilities与 Request 信息中宣告自己是否有支持EPR模式，作为后面若要进EPR模式前检查双方能力的参考依据。进入EPR模式需要透过一沟通与检视的过程，步骤条列式整理如下：

Enter EPR Mode

Sink 发送EPR_Mode信息，其中Data Object中设定为Enter，表示要进EPR模式的沟通（EPR_Mode信息依其中内容设定，表示不一样的用途，可参考图3）
Source检查双方都有支持EPR模式，并且当下状态有能力支持EPR模式供电。传送设定为Enter Acknowledged的EPR_Mode信息，表示Source目前状态允许进EPR模式
除了带线的产品外，Source必须要确认使用的线材规格可以承受EPR模式，藉由发送Discover ID Request，确认线材规格有支持EPR模式，且可承受最大电压为50V、电流为5A。
若以上确认都没问题，接着Source 会传送Data Object中设定为Enter Succeeded的EPR_Mode信息给Sink，此时成功进入EPR模式并进入下一阶段步骤
图3：EPR_Mode讯息（取自 PD 3.1 Spec）

PD Negotiate in EPR Mode

Source发送EPR_Source_Capabilities宣告EPR模式中供电能力
Sink依照需求选择PDO，填入EPR_Request中并传送给Source
当Source确认可满足要求后回传Accpet，并在调整好供电状态后，再传送PS_RDY完成这一次的沟通

在EPR模式中Source会侦测CC状态，闲置过久Source会发起Hard Reset，导致EPR模式中断，因此Sink每隔一段时间要传送EPR_KeepAlive 信息以维持在EPR模式中，当Source收到此信息会响应GoodCRC与EPR_KeepAlive_Ack，且重置计时。

Exit EPR Mode

Source/ Sink可能因为各种因素，使的任何一方想要回到SPR模式，但在此之前，必须先将电压下降到至少定电压20V，方法有如下两种：

1. Source 发送EPR_Source_Capabilities重新沟通，但其中宣告不包含EPR PDO

2. Sink发送EPR_Requst，并在内容中设定只要求SPR PDO ，亦即不包含EPR PDO

上述两个动作任一完成后，电压应下降到20V或者更低，此时Source/Sink任一方都可发起EPR_Mode并将信息中Data Object中设定为Exit，表示要离开EPR模式，当任何一方发出这个信息后，Source需在tFirstSourceCap参数时间内送Source Capabilities，以重新建立PD Contract ，并回到SPR模式。

图4 ：EPR模式范例流程示意图（中间省略GoodCRC ）

Type-C cable and Connector更新

目前＂Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification＂更新到2.1的版本，更新的重点也是把EPR的功能加进这次的规格里，根据Spec的说明各种速度都可以支持EPR的功能。

表5 ：Cable类别（取自 Type-C Cable and Connector Spec）

EPR Cable

(1) EPR的线缆是必须含有E-Marker来宣告产品的能力。

(2) E-Marker必须把EPR Mode Capable bit做设定并且须宣告支持50V和5A。

(3) EPR的线缆最小的工作电压必须达到53.65 V。

经由一些实验得知，在以下的情况下Vbus的脚位上会有比较明显的毁损：

(1) Source：电流附载突然移除时，电压会急速变化。

(2) Sink：接收端的Vbus脚位在长时间处于高电压的状态下。

(3) Cable：

a. Vbus在微秒内持续震荡。

b. 0.1~1 微秒内，发生电流附载突然移除会导致IR的电压突然下降。

结论

USB-IF近年来持续的研拟并推出新方案，使PD功能更加完善。这一次透过EPR模式扩展规格，使这项技术可以更广泛的被应用在各类型的产品上，但也因为提供更高瓦数的充电方式，使规范对于EPR模式相较于以往PD3.0有较多的限制，包含EPR模式允许使用的电压选择与以往不同，少了选择性支持的弹性空间，并且产品必须导入EPR模式的运作方式等等，为的是在扩充功能的同时，更严谨的审视安全性并且提升产品间的兼容性，因此未来将要导入的产品，也需要更谨慎评估与应用这项功能。

参考文献