Conector USB tipo C
Definición
USB Type‑C es un conector compacto y reversible de 24 contactos. El mismo conector puede transportar USB 2.0, USB 3.2, USB4, alimentación y modos alternativos seleccionados, pero su forma por sí sola no garantiza una velocidad de datos, un modo de visualización o una potencia de carga en particular. Los dos puertos y el cable deben admitir la función solicitada.
Vistas frontales del receptáculo y del enchufe
Receptáculo (conector hembra)
Conector macho
Ambos dibujos son vistas frontales que miran hacia la interfaz de acoplamiento. Por lo tanto, sus posiciones de izquierda a derecha se reflejan cuando el enchufe y el receptáculo están uno frente al otro. Utilice los identificadores de contacto A/B, no solo la posición aparente, al verificar una huella.
Un receptáculo proporciona CC1 y CC2. Un enchufe de cable utiliza un contacto como CC y puede usar el otro como VCONN para alimentar un cable activo o marcado electrónicamente. VCONN no es un segundo canal de configuración a través del cable.
Distribución de pines del receptáculo: 24 contactos
Grupos de señales: alimentación · tierra · USB 2.0 · pares de alta velocidad · configuración · banda lateral
| Pin A | Señal | Función | Pin B | Señal | Función |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Retorno terrestre | B12 | GND | Retorno terrestre |
| A2 | TX1+ | Par de alta velocidad 1, positivo | B11 | RX1+ | Par de alta velocidad 1, positivo |
| A3 | TX1- | Par de alta velocidad 1, negativo | B10 | RX1− | Par de alta velocidad 1, negativo |
| A4 | VBUS | Energía del autobús | B9 | VBUS | Energía del autobús |
| A5 | CC1 | Canal de configuración 1 | B8 | SBU2 | Uso de banda lateral 2 |
| A6 | D+ | Datos USB 2.0, positivo | B7 | D− | Datos USB 2.0, negativo |
| A7 | D− | Datos USB 2.0, negativo | B6 | D+ | Datos USB 2.0, positivo |
| A8 | SBU1 | Uso de banda lateral 1 | B5 | CC2 | Canal de configuración 2 |
| A9 | VBUS | Energía del autobús | B4 | VBUS | Energía del autobús |
| A10 | RX2− | Par 2 de alta velocidad, negativo | B3 | TX2− | Par 2 de alta velocidad, negativo |
| A11 | RX2+ | Par 2 de alta velocidad, positivo | B2 | TX2+ | Par 2 de alta velocidad, positivo |
| A12 | GND | Retorno terrestre | B1 | GND | Retorno terrestre |
La carcasa es la conexión del blindaje del cable/chasis. Las etiquetas TX/RX siguen la denominación de conector estandarizada; el controlador de puerto y el multiplexor de alta velocidad enrutan los pares activos según la orientación del cable y el modo de funcionamiento.
Qué hace cada grupo de señales
- VBUS y GND: cuatro contactos comparten cada uno la corriente de alimentación y proporcionan una ruta de retorno de baja impedancia. Todos los contactos correspondientes deben conectarse en un diseño conforme.
- D+ y D−: el par USB 2.0 está duplicado en el receptáculo para que funcione en cualquier orientación. Una cada par del mismo nombre cerca del receptáculo y evite los trozos largos.
- Pares TX/RX de alta velocidad: transportan tráfico USB 3.2 o USB4 y pueden reasignarse mediante un modo alternativo. Normalmente se requiere un multiplexor con reconocimiento de orientación.
- CC1 y CC2: detectan conexión y orientación, establecen roles de fuente/sumidero y datos, anuncian corriente tipo C y transportan comunicación de suministro de energía USB en el pin CC activo.
- SBU1 y SBU2: conductores de banda lateral utilizados únicamente por modos alternativos definidos y funciones USB4; no son señales de propósito general.
- VCONN: potencia entregada en el contacto CC no utilizado del enchufe cuando un cable activo o marcado electrónicamente lo requiere.
Capacidades de datos
| Tecnología | Velocidad de datos nominal máxima | Contactos principales utilizados |
|---|---|---|
| USB 2.0 de alta velocidad | 480Mbps | D+ / D- |
| USB 3.2 generación 1 | 5 Gbit/s | Un carril de alta velocidad |
| USB 3.2 generación 2 | 10 Gbit/s | Un carril de alta velocidad |
| USB 3.2 generación 2x2 | 20 Gbit/s | Dos carriles de alta velocidad |
| USB4 | Hasta 80 Gbit/s | Carriles de alta velocidad más funciones de configuración/banda lateral |
USB Type‑C es el sistema de conector, no una etiqueta de rendimiento. Un puerto o cable USB-C puede estar limitado a USB 2.0, omitir la compatibilidad con video o admitir menos energía que otro producto con el mismo conector.
Voltaje, corriente y suministro de energía USB
| Modo de energía | Tensión nominal/negociada | Corriente máxima | Potencia máxima |
|---|---|---|---|
| Alimentación USB predeterminada | 5V | Depende del modo USB y del estado del dispositivo | Dependiente del modo |
| Corriente USB tipo C | 5V | 1,5 A | 7,5 vatios |
| Corriente USB tipo C | 5V | 3A | 15W |
| USB PD SPR | Negociado hasta 20 V | Hasta 5 A | 100W |
| USB PD EPR | Negociado hasta 48 V. | Hasta 5 A | 240W |
Nunca infiera el voltaje o la corriente disponible únicamente a partir del conector. Los valores superiores a 5 V requieren una negociación USB PD exitosa; el funcionamiento por encima de 3 A requiere un cable de 5 A debidamente marcado electrónicamente, y el funcionamiento con EPR requiere una implementación y un cable con clasificación EPR.
Lista de verificación de diseño de PCB
- Seleccione la función del puerto correcta: fuente, sumidero o doble función; implemente el comportamiento Rp/Rd especificado en CC1/CC2 con un controlador Tipo-C/PD adecuado cuando sea necesario.
- Ruta D+/D− y cada par de alta velocidad como pares diferenciales controlados utilizando los límites de impedancia, pérdida y desviación de la especificación USB implementada.
- Colocar los componentes del multiplexor de orientación, protección ESD y acoplamiento de CA de acuerdo con el diseño de referencia del controlador y del conector; Mantenga baja la capacitancia y los trozos adicionales.
- Conecte cada contacto VBUS y GND con cobre del tamaño adecuado para la corriente anunciada. Agregue protección contra sobrecorriente, sobretensión y descarga requerida por el rol elegido.
- Trate la conexión blindaje-chasis como una decisión de diseño EMC; no lo sustituya automáticamente por la señal de tierra.
- Confirme la huella del conector con la hoja de datos del fabricante: las pestañas de la carcasa, la geometría de montaje medio y la numeración de contactos varían según las piezas.
Fuentes oficiales
- Especificación del conector y cable USB tipo C: USB‑IF
- Biblioteca de documentos USB‑IF: versiones actuales de USB Type‑C
- Cargador USB y suministro de energía USB — USB‑IF
- Especificación y descripción general de USB4: USB‑IF
Las especificaciones USB‑IF y la documentación de los fabricantes de componentes seleccionados tienen prioridad sobre este resumen de referencia.