Petit guide du protocole de charge rapide PD

Si les téléphones portables se rechargent si rapidement, c'est grâce à la charge rapide. Nous connaissons tous la charge rapide, mais savez-vous comment elle fonctionne ?
Le circuit de chargeur basé sur le protocole PD peut conserver la partie AC/DC inchangée, mais remplacer le contrôleur de protocole QC par un contrôleur PD.

Qu'est-ce que le protocole de charge rapide PD ?

Le protocole de charge PD est un protocole de transmission d'énergie annoncé par l'organisation USB-IF. Il permet d'augmenter la puissance maximale par défaut de l'interface de type C de 5V/2A à 100W. Dans le même temps, Google a annoncé que le protocole de charge rapide utilisé par les téléphones mobiles sous Android 7.0 devait prendre en charge le protocole PD, dans le but d'unifier le marché de la charge rapide.

Que signifie le protocole de charge PD ?

Que signifie le protocole de charge PD ?

USB-Power Delivery (USBPD) est l'un des protocoles de charge rapide les plus courants. Il s'agit d'une spécification de charge rapide développée par l'organisation USB-IF. L'USB PD augmente la puissance fournie par les câbles et les connecteurs USB, élargissant ainsi les capacités d'alimentation du bus de câble dans les applications USB. Cette spécification permet d'atteindre des tensions et des courants plus élevés, avec une puissance maximale de 100 watts, et peut changer librement le sens de l'alimentation.

La relation entre USB PD et Type-C

Les gens parlent souvent de l'USB PD et du Type-C ensemble, et appellent même les chargeurs Type-C des chargeurs PD. En réalité, l'USB PD et le Type-C sont deux choses différentes. L'USB PD est un protocole de charge rapide, tandis que le Type-C est une nouvelle spécification d'interface.

L'interface Type-C prend en charge un maximum de 5V/3A par défaut, mais après la mise en œuvre du protocole USB PD, la puissance de sortie peut être prise en charge jusqu'à 100W. Par conséquent, de nombreux appareils dotés d'une interface de type C prennent désormais en charge le protocole USB PD.

Avantages du protocole de charge rapide PD

PD est l'acronyme de Power Delivery, qui désigne le processus de transmission d'énergie entre deux ou plusieurs appareils, voire un réseau intelligent, sur la base de l'interface USB. La transmission d'énergie peut être bidirectionnelle, voire en réseau, et peut avoir une stratégie d'alimentation au niveau du système. QC est l'abréviation de Quick Charge, qui se concentre uniquement sur la charge rapide. La transmission d'énergie est unidirectionnelle, ne dispose pas de la capacité de mise en réseau de l'énergie et ne prend pas en charge d'autres fonctions que l'alimentation électrique.

Bien entendu, de nombreuses personnes ne comprennent toujours pas l'importance de ce protocole après l'avoir lu. Pour faire simple, si le protocole PD devient populaire, vous pourrez revenir au bon vieux temps où vous n'aviez besoin que d'un seul chargeur pour recharger tous vos téléphones portables à la maison. Mieux encore, ce chargeur peut également recharger votre ordinateur et votre tablette, et le téléphone portable peut également être transformé en source d'énergie mobile.

Principe de communication de la charge rapide USB PD

La communication USB PD consiste à moduler le message de la couche de protocole en un signal FSK 24MHZ et à le coupler à VBUS, ou à obtenir le signal FSK de VBUS pour réaliser la communication entre le téléphone portable et le chargeur.

Comme le montre la figure ci-dessous, dans la communication USB PD, le FSK 24MHz est couplé au niveau DC sur VBUS à travers le condensateur de couplage cAC. Afin d'éviter que le FSK 24MHz n'affecte la tension continue VBUS de l'alimentation ou de l'hôte USB, un filtre passe-bas composé d'inductances d'isolation z est ajouté à la boucle pour filtrer le signal FSK.

Le principe de l'USB PD est expliqué comme suit, en prenant l'exemple d'un téléphone portable et d'un chargeur compatibles avec l'USB PD :

1) Le PHY de l'USBOTG surveille la tension VBUS. S'il y a une tension de 5V de VBUS et qu'il est détecté que la broche OTGID est une résistance pull-down de 1K (pas en mode OTG Home, la résistance ID du mode OTG Home est inférieure à 1K), cela signifie que le câble supporte USBPD ;
2) USBOTG effectue une détection normale du chargeur BCSV1.2 et démarre le gestionnaire de politique de l'appareil USBPD. Ce dernier vérifie si le signal FSK est couplé au niveau DC de VBUS et décode le message pour obtenir le message CapabilitiesSource. Il analyse le message conformément à la spécification USBPD pour obtenir une liste de toutes les paires de tension et de courant prises en charge par le chargeur USBPD.
3) Le téléphone mobile sélectionne une paire de tension et de courant dans le message CapabilitiesSource en fonction de la configuration de l'utilisateur et ajoute la paire de tension et de courant à la charge utile du message Request. Le gestionnaire de politique couple ensuite le signal FSK au niveau VBUS DC.
4) Le chargeur décode le signal FSK et envoie un message d'acceptation au téléphone, tout en ajustant la tension continue et le courant de sortie de l'alimentation ;
5) Le téléphone mobile reçoit le message d'acceptation et ajuste la tension et le courant de charge du ChargerIC ;
6) Pendant le processus de charge, le téléphone portable peut envoyer un message de demande dynamique pour demander au chargeur de modifier la tension et le courant de sortie, ce qui permet d'obtenir un processus de charge rapide.