Najnovija specifikacija sučelja uvedena nakon Type-B. Za razliku od tradicionalnog USB sučelja, Type-C ima simetričan dizajn, koji ne treba razlikovati smjer utikača, izbjegavajući dosadan rad korisnika koji spajaju u pravom i krivom smjeru. Uz to, USB Type-C podržava USB PD (Power Delivery) protokol, koji povećava snagu punjenja s tradicionalnih maksimalnih 7,5 W (5V1,5A) na maksimalnih 100 W (20V5A). Najnovija USB PD3.1 specifikacija dodatno poboljšava Type-C snagu punjenja, s maksimalnom snagom do 240 W (28V5A).
Za tradicionalne USB Type-A ili Type-B uređaje, sučelje za napajanje (Izvor) i sučelje za primanje napajanja (Sink) već su standardizirani u definiciji sučelja, tako da nema potrebe brinuti o obrnutom ili pogrešnom povezivanju. Za uređaje s Type-C sučeljima, budući da nema takvih razlika, korisnici ne mogu znati vrstu sučelja, pa ga sam Type-C kontroler treba dovršiti. Dakle, kako se Type-C sučelja međusobno prepoznaju i pružaju ispravnu logiku napajanja?
Pin definicija Type-C sučelja
Sučelje Type-C podijeljeno je na žensku glavu (Receptacle) i mušku glavu (Plug). Potpuni Type-C pinovi su 24, a definicije svakog pina su sljedeće:
1. VBUS: Ukupno četiri kanala, BUS naponske pinove za napajanje između uređaja, bez obzira jesu li umetnute naprijed ili nazad, ova četiri pina će osigurati napajanje
2. GND: Ukupno četiri kanala, strujni krugovi između uređaja, bez obzira jesu li umetnuti naprijed ili unazad, ova četiri pina osigurat će strujne krugove
3. TX+/TX- i RX+/RX-: Ukupno četiri para, za USB3.0 signale velike brzine
4. D+/D-: Ukupno dva para, za USB2.0 signale. Na ženskom konektoru, ova dva para će kratko spojiti u jedan par
5. CC/VCONN: CC pin je konfiguracijski pin koji se koristi za otkrivanje veze uređaja i smjera uključivanja naprijed i nazad, a također je linija za USB PD komunikaciju; VCONN je pin koji je koso simetričan u odnosu na CC pin. Kada se jedan pin potvrdi kao CC, drugi se definira kao VCONN, koji se koristi za napajanje eMark kabela
6. SBU1/SBU2: Multipleksirani pinovi, kao što je pružanje dodatnih SBTX i SBRX za USB4
Ženski konektor ima 24 igle s kosom simetrijom na gornjim i donjim iglama kako bi se zadovoljile potrebe korisnika za utikanjem naprijed i nazad; muški konektor ima 22 pina. Budući da postoji samo jedan par D+/D- u specifikaciji USB2.0, samo je jedan par D+/D- pinova zadržan u muškom konektoru.
Naravno, u stvarnom dizajnu proizvoda, inženjeri će na odgovarajući način smanjiti broj pinova u skladu s definicijom proizvoda kako bi uštedjeli troškove. Na primjer, za proizvode koji pružaju samo punjenje, kao što su adapteri za napajanje, takvi proizvodi ne zahtijevaju brzu podatkovnu komunikaciju USB3.0, tako da se zadržavaju samo pinovi CC, VBUS, GND i D+/D-.
Što se tiče napajanja, uređaji tipa C mogu se podijeliti u tri kategorije
1. Uređaji tipa C koji se mogu koristiti samo kao izvor napajanja (izvor), kao što su punjači tipa C itd.
2. Uređaji tipa C koji se mogu koristiti samo kao primatelji energije (Sink), kao što su mobilni telefoni tipa C itd.
3. Type-C uređaji (DRP, Dual RolePort) koji se mogu koristiti i kao napajanje (Source) i kao primatelji energije (Sink), kao što su Type-C prijenosna računala, dvosmjerni powerbankovi, itd.
Očito, kada su dva tipa C uređaja povezana zajedno putem C2C kabela, obje strane moraju znati kojoj vrsti uređaja pripada druga strana, inače će to dovesti do nezadovoljavajućeg punjenja (kao što je obrnuto punjenje) ili izostanka punjenja, pa čak i uzrokovati sigurnosni problemi.
Na primjer, kada korisnik koristi punjač (Izvor) za punjenje Type-C dvosmjernog power bank-a (DRP), u idealnom slučaju, power bank bi trebao "služiti" kao sudoper. Međutim, zbog netočne identifikacije vrste uređaja, power bank može "poslužiti" kao izvor i uzrokovati "povratni protok struje", oštećujući oba uređaja.
Specifikacija sučelja Type-C razlikuje Source, Sink i DRP kroz niz "pull-up" i "pull-down" mehanizama na CC pinu. Za Source uređaje, CC pin mora biti konfiguriran s otpornikom za privlačenje Rp; za Sink uređaje, CC pin mora biti konfiguriran s otpornikom Rd; a kod DRP uređaja pull-up i pull-down naizmjenično se preklapaju preklopnim sklopkama.
Izvor utvrđuje je li uređaj spojen otkrivanjem CC pina na Rp kraju, a Sink utvrđuje smjer umetanja naprijed i nazad otkrivanjem CC pina na Rd kraju.
Pull-up otpornik Rd=5.1k, a pull-up otpornik Rp postavljen je prema njegovom kapacitetu napajanja i pull-up naponu. Kapacitet napajanja USB Type-C je sljedeći:
1. Zadani kapacitet USB napajanja (zadano USB napajanje). USB2.0 sučelje je 500mA; USB3.2 sučelje je 900mA i 1500mA
2. BC1.2 (BatteryCharge 1.2) protokol. Podržava maksimalnu snagu od 7,5W, tj. 5V1,5A
3. USB Type-C Struja 1.5A, podržava maksimalnu snagu od 7.5W, tj. 5V1.5A
4. USB Type-C Current 3A, podržava maksimalnu snagu od 15W, tj. 5V3A
5. USB PD (USB Power Delivery) protokol, podržava maksimalnu snagu od 100W, tj. 20V5A
Prioriteti ovih pet mogućnosti napajanja rastu redom, a snaga napajanja također se postupno povećava. Sposobnost napajanja s visokim prioritetom će nadjačati sposobnost napajanja s niskim prioritetom. Među njima, Zadano USB napajanje, USB Type-C struja 1,5 A i USB Type-C struja 3 A mogu se postaviti konfiguracijom Rp vrijednosti.
Kada su dva uređaja spojena, sink dobiva sposobnost napajanja izvora otkrivanjem vrijednosti razdjelnika napona vRd od Rp i Rd. Slijedi odgovarajući odnos između Rp vrijednosti, vRd raspona napona i mogućnosti napajanja izvora.
U isto vrijeme, drugi CC uređaja je ostavio da pluta ili ga je povukao dolje Ra=1k. Ako je Ra povučen prema dolje, to znači da USB-C kabel ima ugrađeni eMarker čip, a Source mora prebaciti pin na VCONN za napajanje kabela.
Do sada smo objasnili da uređaji koriste "pull-up" ili "pull-down", ili se naizmjenično prebacuju između ta dva, kako bi odredili izvor, sink i DRP, te postavili i odredili kapacitet napajanja izvora pomoću vrijednost otpora Rp i vrijednost napona vRd. Međutim, kako se ovaj proces provodi? Kako Type-C izbjegava obrnuto ili netočno punjenje?