USB Power Delivery (PD) 3.2は、従来のUSB PD 3.1(最大240W供給可能なEPR: Extended Power Range)をベースに、さらなる通信効率の向上や最新のデータ転送規格(USB4など)との親和性を高めた規格です。

エンジニアリングの視点から、USB PD 3.2コントローラの選定や設計において重要となる技術的ポイントを整理します。


USB PD 3.2 コントローラの主な役割

USB PDコントローラは、単純な電源供給の制御だけでなく、CCライン(Configuration Channel)を介した高度な「交渉(Negotiation)」を司ります。

  • ポリシーエンジン (Policy Engine): デバイス間の電力契約(Power Delivery Contract)を管理。

  • 物理層 (PHY): CCライン上でのBMC(Biphase Mark Coding)信号の送受信。

  • プロトコル層: パケットの構築、リトライ、タイムアウトの管理。

  • 保護機能: OVP(過電圧)、OCP(過電流)、OTP(過熱)のリアルタイム監視。


コントローラ選定時の技術的チェックポイント

最新のPD 3.2対応品を検討する場合、以下のスペックが設計の肝になります。

1. EPR (Extended Power Range) への対応

PD 3.1以降、最大48V/5Aの240W供給が可能になっています。PD 3.2コントローラを選ぶ際は、自社製品が100W(SPR)で十分か、それとも140W/180W/240W(EPR)を必要とするかを明確にする必要があります。

2. AVS (Adjustable Voltage Supply)

100mVから200mV刻みで電圧を微調整する機能です。充電効率を最大化し、デバイス側の発熱を抑えるために、コントローラがこのステップ制御をどの程度精密に行えるかが重要です。

3. デッドバッテリー・サポート

デバイスのバッテリーが完全に空の状態でも、コントローラ自体がバスパワーで起動し、充電交渉を開始できる機能です。

4. USB4 / DisplayPort Alt Mode との統合

データ転送(USB4 80Gbpsなど)や映像出力(DP 2.1)を同時に行う場合、高速信号ラインのマルチプレクサ(Mux)制御機能内蔵モデルか、外部Muxを制御できるGPIOを備えたモデルが必要です。


主要メーカーとソリューション例

現在、高信頼性なPDコントローラを提供している主なメーカーは以下の通りです。

メーカー 特徴・シリーズ
Infineon (Cypress) EZ-PD™ シリーズ (CCG7/CCG8)。業界標準。高集積でARM Cortex-M0を内蔵し、ファームウェアによる柔軟なカスタマイズが可能。
Texas Instruments (TI) TPS6598x シリーズ。電源パスのFETを内蔵したモデルが多く、回路面積の縮小に有利。
Analog Devices (Maxim) MAX16171 など。低消費電力と高い堅牢性に定評があり、産業機器向けに強い。
Renesas RAA223xxx シリーズ。日本国内でのサポートが手厚く、車載グレード(AEC-Q100)対応品が豊富。

実装上の注意:1.8V系の低電圧制御

最近のSoCやFPGA周辺では、I/O電圧が1.8V以下に低下しています。PDコントローラとメインプロセッサ間の通信(I2C/SPI)において、レベルシフタなしで1.8V I/Oに直接接続できるモデルを選ぶと、基板面積とコストを削減できます。

また、高周波(RF)回路が近接している場合、コントローラのDC-DCスイッチングノイズが通信品質に影響を与える可能性があるため、適切なデカップリングとガードリングの設計が不可欠です。


USB PD 3.2の具体的なユースケース(例:高出力な計測器の電源供給、車載インフォテインメント用、または特定のSoCとの連携など)について、さらに詳しくお調べしましょうか?

 

 

出典:Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)

 

 

PR:

 

製品紹介:SIGLENT社 SAP4000P

パワーインテグリティ測定用シグレント・パワーレールプローブSAP4000P

SAP4000P パワーレール・プローブ, 4 GHz, オフセット電圧範囲:±24 V, ¥880,000

 

 

 

https://tm-co.co.jp/SAP4000P_UserManual

 

PR:

・USB VNA

・Coming soon

SDS8000Aシリーズ オシロスコープ

特長と利点
4チャンネル + 外部トリガーチャンネル
アナログチャンネル帯域幅:最大16GHz(8/13/16GHz)
リアルタイムサンプリングレート:最大40GSa/s(全チャンネル同時)
12ビットADC
低ノイズフロア:16GHz帯域幅で176μVrms
SPOテクノロジー
・ 波形キャプチャレート:最大200,000フレーム/秒
・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート
・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量
・ デジタルトリガー

・Coming soon

SSG6M80Aシリーズ
マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器
主な特長
・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz
・出力周波数分解能 最大0.001 Hz
・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz(測定値)
・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5°
・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載
・アナログ変調、パルス変調(オプション)

・Coming soon

 

 

SSA6000A Series Signal Analyzer

Main Features
・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz
・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz
・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz
・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset
・DANL: Less than -165 dBm/Hz
・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.

・Coming soon

 

SNA6000A Series Vector Network Analyzer

Key Features
・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz
・Dynamic Range: 135 dB
・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz
・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm
・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc.
・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.
・AFR

 

 

 

お礼、

T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝(最寄り駅浜松町)に移転し、スペースも拡大いたしました。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。

 

 

関連製品

関連製品