Conector USB Tipo C
Definição
O USB Tipo C é um conector compacto e reversível de 24 contatos. O mesmo conector pode transportar USB 2.0, USB 3.2, USB4, alimentação e determinados Modos Alternativos. Sua forma, porém, não garante uma taxa de dados, um modo de vídeo ou uma potência de carregamento específicos. As duas portas e o cabo precisam oferecer suporte ao recurso desejado.
Vistas frontais do receptáculo e do plugue
Receptáculo (soquete)
Plugue
Os dois desenhos são vistas frontais voltadas para a interface de encaixe. Por isso, as posições da esquerda para a direita ficam espelhadas quando plugue e receptáculo se encaram. Ao conferir uma pegada de PCB, use os identificadores A/B dos contatos, não apenas a posição aparente.
Um receptáculo oferece CC1 e CC2. O plugue do cabo usa um contato como CC e pode usar o outro como VCONN para alimentar um cabo ativo ou identificado eletronicamente. VCONN não é um segundo canal de configuração ao longo do cabo.
Pinagem do receptáculo — 24 contatos
Grupos de sinais: alimentação · terra · USB 2.0 · pares de alta velocidade · configuração · sinais auxiliares
| Pino A | Sinal | Função | Pino B | Sinal | Função |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | GND | Retorno de terra | B12 | GND | Retorno de terra |
| A2 | TX1+ | Par de alta velocidade 1, positivo | B11 | RX1+ | Par de alta velocidade 1, positivo |
| A3 | TX1− | Par de alta velocidade 1, negativo | B10 | RX1− | Par de alta velocidade 1, negativo |
| A4 | VBUS | Alimentação do barramento | B9 | VBUS | Alimentação do barramento |
| A5 | CC1 | Canal de configuração 1 | B8 | SBU2 | Sinal auxiliar 2 |
| A6 | D+ | Dados USB 2.0, positivo | B7 | D− | Dados USB 2.0, negativo |
| A7 | D− | Dados USB 2.0, negativo | B6 | D+ | Dados USB 2.0, positivo |
| A8 | SBU1 | Sinal auxiliar 1 | B5 | CC2 | Canal de configuração 2 |
| A9 | VBUS | Alimentação do barramento | B4 | VBUS | Alimentação do barramento |
| A10 | RX2− | Par de alta velocidade 2, negativo | B3 | TX2− | Par de alta velocidade 2, negativo |
| A11 | RX2+ | Par de alta velocidade 2, positivo | B2 | TX2+ | Par de alta velocidade 2, positivo |
| A12 | GND | Retorno de terra | B1 | GND | Retorno de terra |
A carcaça se conecta à blindagem do cabo e ao chassi. As identificações TX/RX seguem a nomenclatura padronizada do conector; o controlador da porta e o multiplexador de alta velocidade encaminham os pares ativos conforme a orientação do cabo e o modo de operação.
Função de cada grupo de sinais
- VBUS e GND: quatro contatos de cada grupo dividem a corrente de alimentação e fornecem um caminho de retorno de baixa impedância. Todos os contatos correspondentes devem ser ligados em um projeto conforme à especificação.
- D+ e D−: o par USB 2.0 é duplicado no receptáculo para funcionar nas duas orientações. Una os contatos de mesmo nome perto do receptáculo e evite derivações longas.
- Pares TX/RX de alta velocidade: transportam tráfego USB 3.2 ou USB4 e podem ser redirecionados por um Modo Alternativo. Normalmente é necessário um multiplexador que detecte a orientação.
- CC1 e CC2: detectam a conexão e a orientação, definem os papéis de fonte/receptor e de dados, anunciam a corrente Tipo C e transportam a comunicação USB Power Delivery no pino CC ativo.
- SBU1 e SBU2: condutores auxiliares usados apenas pelos Modos Alternativos e funções USB4 definidos; não são sinais de uso geral.
- VCONN: alimentação aplicada ao contato CC não utilizado do plugue quando um cabo ativo ou identificado eletronicamente exige isso.
Recursos de dados
| Tecnologia | Taxa de dados nominal máxima | Contatos principais usados |
|---|---|---|
| USB 2.0 Hi-Speed | 480 Mbit/s | D+ / D− |
| USB 3.2 Gen 1 | 5 Gbit/s | Uma pista de alta velocidade |
| USB 3.2 Gen 2 | 10 Gbit/s | Uma pista de alta velocidade |
| USB 3.2 Gen 2x2 | 20 Gbit/s | Duas pistas de alta velocidade |
| USB4 | Até 80 Gbit/s | Pistas de alta velocidade e funções de configuração/auxiliares |
USB Tipo C é o sistema de conectores, não um selo de desempenho. Uma porta ou um cabo USB-C pode limitar-se a USB 2.0, não oferecer vídeo ou aceitar menos potência que outro produto com o mesmo conector.
Tensão, corrente e USB Power Delivery
| Modo de alimentação | Tensão nominal / negociada | Corrente máxima | Potência máxima |
|---|---|---|---|
| Alimentação USB padrão | 5 V | Depende do modo USB e do estado do dispositivo | Depende do modo |
| Corrente USB Tipo C | 5 V | 1,5 A | 7,5 W |
| Corrente USB Tipo C | 5 V | 3 A | 15 W |
| USB PD SPR | Negociada até 20 V | Até 5 A | 100 W |
| USB PD EPR | Negociada até 48 V | Até 5 A | 240 W |
Nunca deduza a tensão ou corrente disponível apenas pelo conector. Tensões acima de 5 V exigem negociação USB PD bem-sucedida; corrente acima de 3 A exige um cabo de 5 A devidamente identificado eletronicamente; e EPR exige implementação e cabo classificados para EPR.
Lista de verificação para o projeto da PCB
- Escolha o papel da porta: fonte, receptor ou função dupla. Implemente o comportamento Rp/Rd especificado em CC1/CC2, com um controlador Tipo C/PD adequado quando necessário.
- Roteie D+/D− e todos os pares de alta velocidade como pares diferenciais com impedância controlada, respeitando os limites de impedância, perda e desvio temporal da especificação USB adotada.
- Posicione o multiplexador de orientação, a proteção ESD e os componentes de acoplamento CA conforme o projeto de referência do controlador e do conector; mantenha baixas a capacitância adicional e as derivações.
- Conecte todos os contatos VBUS e GND com cobre dimensionado para a corrente anunciada. Acrescente as proteções contra sobrecorrente e sobretensão e a descarga exigidas pelo papel escolhido.
- Trate a conexão da blindagem ao chassi como uma decisão de projeto de compatibilidade eletromagnética; ela não substitui automaticamente o terra dos sinais.
- Confira a pegada do conector na folha de dados do fabricante: abas da carcaça, geometria de montagem intermediária e numeração dos contatos variam conforme a peça.