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2020年8月9日

Type-C CurrentでUSB Type-Cから電源を取り出す【逆引き回路設計】

Type-C CurrentでUSB Type-C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端子の場合、USB BCなどの給電に対応するUSB規格はありますが、他の給電規格も混在して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ので手が出し難かったんですが、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です。

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が必要になります。

USB充電器側のプルアップ抵抗値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プロトコル

USB PD充電器はコールドソケット

最近はType-Cコネクタを備えるUSB機器も増えていますが、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って経験がある方も多いんじゃないでしょうか。結構高いデバイスでもこんなことが多いんです。

USB PD対応の充電器は「コールドソケット」と呼ばれる仕様が決められていて、接続されていない時にはVBUS出力を停止する仕様が策定されています。そのため、機器側でUSB PDやType-C Currentに対応する回路が搭載されていないと給電されないのです。

動かないType-Cコネクタ機器に対しては分解してCC1とCC2に5.1kΩ抵抗を追加すれば良いんですが、Type-CジャックからがCC端子が出てるとも限らないので、少し難易度が高めです。

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