Introducción a los conectores tipo C
USB Tipo-CSe ha consolidado como un actor dominante en el mercado gracias a las ventajas de su conector y está a punto de alcanzar la cima. Su aplicación en diversos campos es imparable. El MacBook de Apple popularizó la comodidad de la interfaz USB Tipo-C y marcó la tendencia de desarrollo de los dispositivos futuros. En los próximos años, se lanzarán cada vez más dispositivos con USB Tipo-C. Sin duda, la interfaz USB Tipo-C se generalizará gradualmente y dominará el mercado. Además, en dispositivos móviles como teléfonos y tabletas, ofrece varias funciones que permiten una carga más rápida, mayores velocidades de transferencia de datos y compatibilidad con salida de vídeo. Es ideal como interfaz de salida para dispositivos móviles. Y lo que es más importante, existe una gran necesidad de una interfaz universal para mejorar la conectividad entre diversos dispositivos. Estas características podrían convertir a la interfaz Tipo-C en la interfaz unificada del futuro, ¡y no solo en los campos de aplicación que ya conocemos!
Si se diseña conforme a los estándares de la USB Association, el conector USB Tipo-C será moderno, delgado y compacto, ideal para dispositivos móviles. Además, debe cumplir con los exigentes requisitos de resistencia de la asociación y ser apto para diversas aplicaciones industriales. El conector USB Tipo-C ofrece una interfaz reversible; el conector se puede insertar en cualquier dirección, logrando una conexión fácil y fiable. Este conector también debe ser compatible con múltiples protocolos y ser retrocompatible con HDMI, VGA, DisplayPort y otros tipos de conexión a través de un único puerto USB Tipo-C mediante adaptadores. Para garantizar un rendimiento óptimo en entornos con interferencias electromagnéticas (EMI) y otros entornos adversos, se requieren consideraciones de diseño adicionales. Se recomienda a los fabricantes elegir proveedores de conectores con certificación TID para evitar problemas en las aplicaciones de los terminales.
ElUSB Tipo-C 3.1La interfaz tiene seis ventajas principales:
1) Funcionalidad completa: Admite datos, audio, vídeo y carga simultáneamente, sentando las bases para datos de alta velocidad, audio digital, vídeo de alta definición, carga rápida y conexión entre múltiples dispositivos. Un solo cable puede reemplazar varios cables utilizados anteriormente.
2) Inserción reversible: Al igual que la interfaz Lightning de Apple, la parte frontal y posterior del puerto son iguales, lo que permite la inserción reversible.
3) Transmisión bidireccional: Los datos y la energía se pueden transmitir en ambas direcciones.
4) Compatibilidad con versiones anteriores: Mediante adaptadores, puede ser compatible con USB Tipo A, Micro-B y otras interfaces.
5) Tamaño pequeño: El tamaño de la interfaz es de 8,3 mm x 2,5 mm, aproximadamente un tercio del tamaño de una interfaz USB-A.
6) Alta velocidad: Compatible conUSB 3.1Este protocolo admite una transmisión de datos de hasta 10 Gb/s, como por ejemplo:USB-C 10 GbpsyUSB 3.1 Gen 2estándares, logrando una transmisión ultrarrápida.
Instrucciones de comunicación USB PD
USB Power Delivery (USB PD) es una especificación de protocolo que permite la transmisión simultánea de hasta 100 W de potencia y comunicación de datos a través de un solo cable. USB Type-C es una especificación completamente nueva para un conector USB que admite una serie de nuevos estándares, como USB 3.1 (Gen1 y Gen2), DisplayPort y USB PD. El voltaje y la corriente máximos admitidos por defecto para un puerto USB Type-C son 5 V y 3 A. Si se implementa USB PD en un puerto USB Type-C, este puede admitir la potencia de 240 W definida en la especificación USB PD; por lo tanto, tener un puerto USB Type-C no significa que sea compatible con USB PD. USB PD parece ser solo un protocolo para la transmisión y administración de energía, pero en realidad puede cambiar las funciones del puerto, comunicarse con cables activos, permitir que el DisplayPort actúe como fuente de alimentación y muchas otras funciones avanzadas. Por lo tanto, los dispositivos compatibles con PD deben usar chips CC Logic (chips E-Mark), por ejemplo, mediante unCable USB-C de 5 A y 100 Wpuede lograr un suministro de energía eficiente.
Detección y uso de la corriente VBUS del USB tipo C
El USB Tipo-C incorpora funciones de detección y uso de corriente. Se han introducido tres nuevos modos de corriente: el modo de alimentación USB predeterminado (500 mA/900 mA), 1,5 A y 3,0 A. Estos tres modos de corriente se transmiten y detectan a través de los pines CC. Para los DFP que requieren la transmisión de la capacidad de salida de corriente, se necesitan diferentes valores de resistencias pull-up (Rp) en los pines CC. Para los UFP, es necesario detectar el valor de voltaje en el pin CC para obtener la capacidad de salida de corriente del otro DFP.
Gestión y detección de DFP a UFP y VBUS
DFP es un puerto USB Tipo-C ubicado en el host o concentrador, conectado al dispositivo. UFP es un puerto USB Tipo-C ubicado en el dispositivo o concentrador, conectado al DFP del host o concentrador. DRP es un puerto USB Tipo-C que puede funcionar como DFP o UFP. DRP alterna entre DFP y UFP cada 50 ms en modo de espera. Al cambiar a DFP, debe haber una resistencia Rp conectada a VBUS o una salida de fuente de corriente en el pin CC. Al cambiar a UFP, debe haber una resistencia Rd conectada a GND en el pin CC. Esta conmutación debe ser realizada por el chip CC Logic.
La señal VBUS solo se activa cuando el DFP detecta la inserción del UFP. Una vez retirado el UFP, VBUS debe desactivarse. Esta operación debe ser realizada por el chip CC Logic.
Nota: El DRP mencionado anteriormente es diferente del USB-PD DRP. El USB-PD DRP se refiere a los puertos de alimentación que actúan como fuente de alimentación (proveedor) y receptor (consumidor); por ejemplo, el puerto USB Tipo-C de una computadora portátil admite USB-PD DRP, que puede actuar como fuente de alimentación (al conectar una unidad USB o un teléfono móvil) o receptor (al conectar un monitor o un adaptador de corriente).
Concepto DRP, concepto DFP, concepto UFP
La transmisión de datos consta principalmente de dos conjuntos de señales diferenciales, TX/RX. CC1 y CC2 son dos pines clave con múltiples funciones:
Detecta las conexiones, distingue entre las partes frontal y posterior, distingue entre DFP y UFP, cuál es la configuración maestro-esclavo para Vbus, existen dos tipos de USB Tipo-C y USB Power Delivery.
Configuración de Vconn. Cuando hay un chip en el cable, un CC transmite una señal y el otro proporciona la alimentación (Vconn). Para configurar otros modos, como la conexión de accesorios de audio, DP o PCIe, existen cuatro líneas de alimentación y tierra para cada uno. Puerto de doble función (DRP): este puerto puede funcionar como DFP (host), UFP (dispositivo) o alternar dinámicamente entre ambos. Un dispositivo DRP típico es un ordenador (que puede actuar como host USB o como dispositivo a cargar, como el MacBook Air de Apple), un teléfono móvil con función OTG (que puede cargarse y leer datos, o funcionar como host para alimentar o leer datos de una unidad USB) o una batería externa (que permite la carga y descarga a través de un puerto USB-C).
El método de implementación típico host-cliente (DFP-UFP) de USB Tipo-C
Concepto CCpin
CC (Canal de configuración): El canal de configuración es un canal clave recientemente añadido en USB Tipo-C. Sus funciones incluyen la detección de conexiones USB, la detección de la dirección de inserción correcta, el establecimiento y la gestión de la conexión entre dispositivos USB y VBUS, etc.
En el pin CC del DFP hay una resistencia pull-up superior (Rp) y en el UFP una resistencia pull-down inferior (Rd). Cuando no está conectado, el VBUS del DFP no tiene salida. Al conectarse, el pin CC detecta la resistencia pull-down Rd del UFP, lo que indica que la conexión se ha establecido. Entonces, el DFP activa el interruptor de alimentación del VBUS y suministra energía al UFP. El pin CC que detecta la resistencia pull-down determina la dirección de inserción de la interfaz y también conmuta entre RX y TX. La resistencia Rd tiene un valor de 5,1 kΩ, mientras que el valor de Rp es variable. Como se observa en el diagrama anterior, existen varios modos de alimentación para USB Tipo-C. ¿Cómo se distinguen? Se basa en el valor de Rp. El voltaje detectado por el pin CC varía según el valor de Rp, lo que determina el modo de alimentación que se activa en el DFP. Cabe señalar que los dos pines CC dibujados en la figura anterior son en realidad solo una línea CC en el cable sin el chip.
Fecha de publicación: 3 de noviembre de 2025
