Introduction aux connecteurs de type C
USB Type-CL'USB Type-C s'est imposé comme un acteur majeur du marché grâce à ses connecteurs performants et est sur le point d'atteindre le sommet. Son utilisation dans divers domaines est irrésistible. Le MacBook d'Apple a permis au public de constater la praticité de l'interface USB Type-C et a également révélé la tendance de développement des appareils futurs. Dans les années à venir, de plus en plus d'appareils USB Type-C seront lancés. Nul doute que l'interface USB Type-C se généralisera progressivement et dominera le marché dans les prochaines années. De plus, sur les appareils mobiles tels que les téléphones et les tablettes, elle offre plusieurs fonctionnalités permettant une charge plus rapide, des vitesses de transfert de données plus élevées et la prise en charge de l'affichage. Elle est particulièrement adaptée comme interface de sortie pour les appareils mobiles. Surtout, il existe un besoin important d'une interface universelle pour améliorer la connectivité entre différents appareils. Ces caractéristiques pourraient faire de l'interface Type-C l'interface unifiée de demain, et pas seulement dans les domaines d'application actuels !
Conçu conformément aux normes de l'USB Association, le connecteur USB Type-C se doit d'être élégant, fin et compact, idéal pour les appareils mobiles. Il doit également répondre aux exigences de robustesse élevées de l'association et convenir à diverses applications industrielles. Le connecteur USB Type-C offre une interface réversible : la prise peut être insérée dans les deux sens, garantissant une connexion simple et fiable. Ce connecteur doit également prendre en charge plusieurs protocoles et être rétrocompatible avec HDMI, VGA, DisplayPort et d'autres types de connexion à partir d'un seul port USB Type-C grâce à des adaptateurs. Afin de garantir des performances optimales en présence d'interférences électromagnétiques (EMI) et dans d'autres environnements difficiles, une conception plus poussée est nécessaire. Il est recommandé aux fabricants de choisir des fournisseurs de connecteurs certifiés TID pour éviter tout problème lors de l'utilisation en production.
LeUSB Type-C 3.1L'interface présente six avantages majeurs :
1) Fonctionnalités complètes : Ce câble prend en charge simultanément les données, l’audio, la vidéo et la charge, offrant ainsi une connectivité haut débit, un son numérique, une vidéo haute définition, une charge rapide et le partage entre plusieurs appareils. Un seul câble remplace les câbles utilisés auparavant.
2) Insertion réversible : Similaire à l'interface Lightning d'Apple, l'avant et l'arrière du port sont identiques, permettant une insertion réversible.
3) Transmission bidirectionnelle : les données et l'alimentation peuvent être transmises dans les deux sens.
4) Rétrocompatibilité : Grâce à des adaptateurs, il peut être compatible avec les interfaces USB Type-A, Micro-B et autres.
5) Petite taille : La taille de l'interface est de 8,3 mm x 2,5 mm, soit environ un tiers de la taille d'une interface USB-A.
6) Haute vitesse : Compatible avec leUSB 3.1Ce protocole peut prendre en charge une transmission de données jusqu'à 10 Gb/s, par exemple :USB C 10 Gbit/setUSB 3.1 Gen 2normes, permettant une transmission ultra-rapide.
Instructions de communication USB PD
L'USB Power Delivery (USB PD) est un protocole permettant la transmission simultanée de jusqu'à 100 W de puissance et de données via un seul câble. L'USB Type-C est une spécification de connecteur USB entièrement nouvelle, compatible avec plusieurs normes récentes telles que l'USB 3.1 (Gen1 et Gen2), DisplayPort et l'USB PD. La tension et le courant maximum supportés par défaut pour un port USB Type-C sont de 5 V et 3 A. Si l'USB PD est implémenté sur un port USB Type-C, il peut supporter la puissance de 240 W définie dans la spécification USB PD. Par conséquent, la présence d'un port USB Type-C ne garantit pas la compatibilité USB PD. L'USB PD semble être un simple protocole de transmission et de gestion de l'alimentation, mais il permet en réalité de modifier les rôles des ports, de communiquer avec des câbles actifs, de transformer un DisplayPort en source d'alimentation et offre de nombreuses autres fonctionnalités avancées. Ainsi, les appareils compatibles PD doivent utiliser des puces CC Logic (puces E-Mark).Câble USB C 5A 100Wpeut assurer une alimentation électrique efficace.
Détection et utilisation du courant VBUS USB Type-C
L'USB Type-C intègre désormais des fonctions de détection et d'utilisation du courant. Trois nouveaux modes de courant sont disponibles : le mode d'alimentation USB par défaut (500 mA/900 mA), 1,5 A et 3,0 A. Ces trois modes sont transmis et détectés via les broches CC. Pour les modules DFP nécessitant une capacité de sortie de courant, différentes valeurs de résistances de rappel (Rp) sur la broche CC sont requises. Pour les modules UFP, la tension présente sur la broche CC doit être détectée afin de déterminer la capacité de sortie de courant de l'autre module DFP.
Gestion et détection des convertisseurs DFP vers UFP et VBUS
Le port DFP est un port USB Type-C situé sur l'hôte ou le concentrateur et connecté au périphérique. Le port UFP est un port USB Type-C situé sur le périphérique ou le concentrateur et connecté au port DFP de l'hôte ou du concentrateur. Le port DRP est un port USB Type-C pouvant fonctionner en mode DFP ou UFP. En mode veille, le port DRP bascule entre les modes DFP et UFP toutes les 50 ms. Lors du passage en mode DFP, une résistance Rp doit être connectée à VBUS ou à une source de courant sur la broche CC. Lors du passage en mode UFP, une résistance Rd doit être connectée à la masse (GND) sur la broche CC. Cette commutation est gérée par la puce logique CC.
L'alimentation VBUS n'est activée que lorsque le DFP détecte l'insertion de l'UFP. Une fois l'UFP retirée, VBUS doit être désactivée. Cette opération doit être effectuée par la puce CC Logic.
Remarque : Le DRP mentionné ci-dessus est différent du DRP USB-PD. Le DRP USB-PD désigne les ports d’alimentation qui fonctionnent à la fois comme source d’alimentation (fournisseur) et comme récepteur (consommateur). Par exemple, le port USB Type-C d’un ordinateur portable prend en charge le DRP USB-PD et peut fonctionner comme source d’alimentation (lors de la connexion d’une clé USB ou d’un téléphone portable) ou comme récepteur (lors de la connexion d’un moniteur ou d’un adaptateur secteur).
Concept DRP, concept DFP, concept UFP
La transmission de données repose principalement sur deux ensembles de signaux différentiels, TX/RX. CC1 et CC2 sont deux broches clés aux fonctions multiples :
Détection des connexions, distinction entre les faces avant et arrière, distinction entre DFP et UFP, qui est la configuration maître-esclave pour Vbus, il existe deux types d'USB Type-C et d'USB Power Delivery.
Configuration de Vconn. Lorsqu'une puce est intégrée au câble, un connecteur CC transmet un signal, tandis que l'autre assure l'alimentation Vconn. Pour d'autres modes de configuration, comme la connexion d'accessoires audio, de périphériques DP ou PCIe, quatre lignes d'alimentation et de masse sont nécessaires. Le port DRP (Dual Role Port) est un port à double rôle : il peut être utilisé comme hôte (DFP), périphérique (UFP) ou basculer dynamiquement entre les deux. Un périphérique DRP typique est un ordinateur (qui peut servir d'hôte USB ou de périphérique à charger, comme le nouveau MacBook Air d'Apple), un téléphone portable compatible OTG (qui peut servir de périphérique à charger et à lire des données, ou d'hôte pour alimenter ou lire des données depuis une clé USB), ou encore une batterie externe (la charge et la décharge peuvent être effectuées via un seul port USB Type-C).
Méthode d'implémentation hôte-client (DFP-UFP) typique de l'USB Type-C
Concept CCpin
CC (Canal de configuration) : Canal de configuration, un nouveau canal clé ajouté à l’USB Type-C. Ses fonctions incluent la détection des connexions USB, la détection du sens d’insertion correct, l’établissement et la gestion de la connexion entre les périphériques USB et VBUS, etc.
Le DFP possède une résistance de rappel supérieure Rp sur sa broche CC et une résistance de rappel inférieure Rd sur son UFP. Lorsqu'il n'est pas connecté, le bus VBUS du DFP est à l'arrêt. Une fois la connexion établie, la broche CC du DFP détecte la résistance de rappel Rd de l'UFP, confirmant ainsi la connexion. Le DFP active alors l'alimentation VBUS et fournit du courant à l'UFP. La broche CC (CC1 ou CC2) qui détecte la résistance de rappel détermine le sens d'insertion de l'interface et active/désactive la transmission (RX/TX). La résistance Rd vaut 5,1 kΩ, tandis que la valeur de Rp est indéterminée. Le schéma précédent montre qu'il existe plusieurs modes d'alimentation pour l'USB Type-C. Comment les distinguer ? En fonction de la valeur de Rp. La tension détectée par la broche CC varie selon la valeur de Rp, ce qui détermine le mode d'alimentation à activer par le DFP. Il convient de noter que les deux broches CC représentées sur la figure ci-dessus ne constituent en réalité qu'une seule ligne CC dans le câble, sans la puce.
Date de publication : 3 novembre 2025
