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怎么樣設(shè)計USB Type-C PD接口的顯示器和電視?

工程師鄧生 ? 來源:電子工程世界 ? 作者:電子工程世界 ? 2021-03-23 15:04 ? 次閱讀

隨著USB Type-C接口的普及,越來越多的手機和筆記本電腦都支持通過C接口輸出視頻。這個小巧而精密的接口,大有把傳統(tǒng)的HDMI和DisplayPort接口取而代之的架勢。特別是usb4的推出,更是為USB TYPE-C接口一統(tǒng)有線接口形態(tài)奠定了基礎(chǔ)。

在這樣的背景下,顯示器和電視機采用USB Type-C接口就成為了必然。那么怎樣來設(shè)計基于USB-C接口的顯示器和電視機才能具有更好的兼容性,并通過認(rèn)證呢?下面讓我們來抽絲剝繭的對顯示器過渡到USB Type-C接口的設(shè)計過程進(jìn)行闡述。

第一種形態(tài),單USB-C接口的便攜顯示器。

在USB-IF協(xié)會發(fā)布USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)后,第一個推出該接口顯示器的廠商是華碩。

華碩沒有選擇在原有的臺式顯示器上推出首款USB Type-C顯示器,而是特立獨行的推出了便攜式的顯示器來搭配最先進(jìn)的C接口。這似乎是為了完全突出USB Type-C接口既能夠傳輸功率又能夠傳輸視頻的特性而生的一款產(chǎn)品,完美的詮釋了一根USB Type-C線搞定所有傳輸?shù)脑O(shè)計初衷。

這種便攜顯示器,只需要一顆USB PD控制芯片,類似LDR6023M或者LDR6282即可實現(xiàn)功率和電源的同步傳輸。對于輕便的便攜式顯示器來說,這種技術(shù)架構(gòu)最合適不過了。

第二種形態(tài),單USB-C接口,同時具有HDMI/USB擴(kuò)展和直流/交流供電的臺式顯示器。

這是桌面式顯示器的典型形態(tài),整個顯示器通過直流圓口獲得24V/3A的大功率輸入,或者是交流電輸入,內(nèi)置大功率AC/DC變換電路。這種顯示器的電源,除了為顯示器自身供電外,還可以為通過USB-C接口接入到顯示器手機或者筆記本電腦提供30W~40W左右的功率輸出,像極了蘋果具有MAGSAFE電源輸出的顯示器。

Dell這款U2720QM就比較霸氣了,USB Type-C接口除了可以傳輸4k高清視頻外,還可以提供最高90W的輸出功率給外接USB-C設(shè)備。USB PD主控芯片,例如LDR6282、LDR6023D、LDR6290等,都能夠同時控制USB-C接口和電源模塊。使得電源模塊和USB-C控制模塊完美配合,解決USB-C接口顯示器所需要的各種復(fù)雜功能。

第三種形態(tài),獨立功能的雙USB-C接口 +一個HDMI接口的顯示器。

這種顯示器具有雙USB-C接口,但是兩個口的功能不同,其中一個口是全功能的口,可以用來傳輸視頻信號以及電源功率。另外一個口,只能夠用來傳輸功率信號,不可用于傳輸視頻信號。實際上相當(dāng)于把顯示器常用的圓形直流供電口修改為USB-C供電口。此類顯示器的線路結(jié)構(gòu)簡單,特別適合于低成本的便攜式顯示器。

第四種形態(tài),雙全功能USB-C接口+ HDMI接口的顯示器(俗稱雙盲插USB-C顯示器)。

這種顯示器具有更為先進(jìn)的技術(shù)。兩個USB-C接口都是全功能的,既可以傳輸電源功率,又可以傳輸視頻信號。還可以實現(xiàn)兩個USB-C接口之間的功率互傳。從任一USB-C接口輸入進(jìn)來的電源功率,在保留了足夠的功率作為顯示器自身的電源供應(yīng)后,富余的功率,都可以通過另外一路USB-C接口,傳輸給智能設(shè)備。由于不再需要記住兩個USB-C接口的區(qū)別,可以任意插入。這種USB-C顯示器,又被形象的稱為雙盲插USB-C接口顯示器。

這種顯示器設(shè)計架構(gòu),既可用于便攜式顯示器,也可用于臺式顯示器。對于便攜顯示器市場,雙全功能USB-C接口,毫無疑問是消費者的最佳選擇。因為便攜顯示器插拔接口的操作會比較頻繁,如果需要區(qū)分兩個外觀完全相同的接口的功能,消費者會不勝其煩。即便是對于臺式顯示器,考慮到未來所有電源適配器都將統(tǒng)一到USB-C接口,提前布局為通過USB-C接口供電,也是產(chǎn)品規(guī)劃中非常有前瞻性的策略。

顯然,要實現(xiàn)這么復(fù)雜功能的雙全功能USB-C接口顯示器,內(nèi)部電路也是相對比較復(fù)雜的。通過對具有這類功能的主流顯示器的拆解,我們發(fā)現(xiàn)了實現(xiàn)這一功能的核心,是一顆名為LDR6282的芯片。這顆芯片能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個USB-C接口的電源和數(shù)據(jù)通路管理。完美解決雙USB-C全功能實現(xiàn)時,各種復(fù)雜的兼容性問題。

責(zé)任編輯:lq6

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