PD快充协议电源自动切换电路开源 (全网首发)!
一、PD快充协议
USB Power Delivery(简称 PD)协议就是在 Type-C 基础上发展出的一种智能供电协商机制,可以让供电功率从基础的 5V/0.5A 提升到最高 20V/5A(甚至更高),满足笔记本电脑、显示器等大功耗设备的需求。
二、Typec接口接线
Type-C 连接器有 24 个引脚,其中两个特别重要的引脚叫 CC1 和 CC2(Configuration Channel,配置通道)。它们位于接口的正反两面,无论插头怎么插,总有一个 CC 引脚会被连接到电缆另一端的 CC 引脚。
CC 线的主要作用有:
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检测连接状态:判断是否有设备插入、插头的方向。
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识别设备角色:确定哪一方是 Source(供电方),哪一方是 Sink(受电方)。
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承载 PD 协议的通信:PD 消息就是通过 CC 线以 BMC(Biphase Mark Coding,双相标记编码)方式传输的。
可根据用电端设备决定充电档位例如:5V/3A 9V/2.22A 12V/1.67A等等。具体达到多少功率取决于设备而不是适配器。
只需要记住:想要实现PD快充,Typec接口上需要连接CC1 CC2线用来握手

无论你用的是16PIN,24PIN或者其他数量PIN脚的,Typec接口一定要接VBUS和两组CC线。
三、电路设计开源
话不多说直接上原理图。

PD自动切换原理图
1.功能:
Typec1单独插入时由Typec1供电,当Typec2插入单独插入时用Typec2供电,当Typec1 Typec2同时供电时由Typec1供电!
2.电路讲解:
设备端Typec2的CC和主供电端Typec1的CC是接在一起的,副供电端Typec2的CC线接在继电器常闭端。
当Typec1单独插入时,CC线和设备握手协商出高电压,例如9V,同时9V供电输入到AMS1117的输入端,降压到5V后驱动继电器工作,使继电器切换至常开端,从而切掉Typec2的PD协商,从而导致Typec2无法正常供电。
当Typec2单独插入时,CC线由于搭在常闭端,使CC线持续和设备端导通,VBUS初始输出5V,Q3的源极5V,栅极由下拉电阻R8至地,Vgs<0,PMOS管导通,经过D3至设备端,此时选用肖特基二极管,压降在0.3左右。
当Typec1,2同时插入时,Typec1的VBUS由AMS1117降压至5V驱动继电器工作,同时高电平使Q1导通继电器负极接到地,从而切断常闭端Typec2的CC线,D1防电流倒灌。T1的VBUS至Q2源极,栅极拉到地上,Vgs<0直接导通至设备端VBUS,同时VBUS至Q6栅极,根据NMOS特性,Vgs>0,Q6导通。从而使Q4栅极拉至地,Q4导通,从而使Q3栅极接到VBUS高电平,Q3关闭,从而切断CC线和VBUS线。
四、器件BOM
Typec母座*3 / AMS1117-5.0V*1 / 1N4148*1 / AO3400 *2 / AON7401*2 / AO3401*2
SS10200B*2 / 10K电阻*4 / 100Ω电阻*3
五、优化建议

这是打的实物板子,测试正常稳定。
此设计可兼容Typec1,Typec2供电电压不一致情况,其他同设计只可在两Typec输入电压相同或近似情况下使用,本电路不受此约束。
Typec母座最低可选用6PIN,电阻可选用0603封装,AMS1117可换成低成本且可选额定电流较小版本LDO替换,肖特基二极管压降越低越好,但额定电流最好不要低于3A。
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