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2021年8月14日

Type-C CurrentでUSBを使う、Type-Cコネクタから電源を取り出す【逆引き回路設計】

Type-C CurrentでUSBを使う、Type-Cコネクタから電源を取り出す【逆引き回路設計】

普及が進んでいるUSB Type-Cコネクタ。今回はType-Cの給電規格「Type-C Current」から5V電源を取り出す方法を解説します

CC端子5.1kΩプルダウンで5Vを取り出す

USBの最新規格USB Type-Cでは電源供給に関する規格がいくつか策定されています。

Type-Cコネクタで策定された給電規格のType-C Currentでは、Type-C端子のCC(Configuration Channel)ピンを5.1kΩの抵抗でプルダウンすると5V電源を取り出すことができます。

CC1とCC2のプルダウンでType-Cコネクタから5V電源がとれる。画像では入手性の良い4.7kΩを使用
プルダウン抵抗があるとVBUS端子から5V電源が取れる
プルダウン抵抗がないとType-Cで策定されたコールドソケットによって電源供給は始まらない。

実際の回路には判別回路と電流検知を

Micro USB端子は給電気アックが複雑化してるため判別が難しく、PCやスマホなどの高価な機器に接続される場合もあるため電源として採用することは難しかったのが欠点でした。

Type-C Currentは仕様も明確に決められているので、電源種別の判別も簡単に行うことができます。

ただし、実際の回路設計ではUSB給電能力の判別と電流検知を搭載する過電流保護回路を搭載するようにしましょう。

USB充電器側にはプルアップ抵抗が定義されています。判別回路では、この数値を元にUSB充電器の給電能力を判別します。

USB BC(Type-A to Type-C)Rp=56kΩ
USB Type-C Current@1.5ARp=22kΩ
USB Type-C Current@3ARp=10kΩ
USB Power Delivery通信で判別

USB PD充電器のコールドソケットに注意

最近はType-Cコネクタを備えるUSB機器も増えていますが、「Type-AからType-Cに変換するUSBレガシーケーブルなら動くのにUSB PD充電器では通電しなかった」なんて経験がある方も多いんじゃないでしょうか。

実は、この問題は有名メーカーの高価なデバイスでも珍しくありません。

Type-Cコネクタを搭載するUSB PD対応の充電器は「コールドソケット」と呼ばれる動作が決められており、機器が接続されていない時にはVBUS出力を停止するようになっています。そのため、機器(デバイス)側でUSB PDやType-C Currentに対応する回路を搭載していないと給電が始まらないのです。

動かないType-Cコネクタ機器は分解してCC1とCC2に5.1kΩ抵抗を追加すれば良いんですが、CC端子を省いたType-Cコネクタも存在するので、改造の難易度は高い傾向にあります。

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