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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)

Vista frontal e numeração dos contatos de um receptáculo USB Tipo C

Plugue

Vista frontal e numeração dos contatos de um plugue USB Tipo C

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 ASinalFunçãoPino BSinalFunção
A1GNDRetorno de terraB12GNDRetorno de terra
A2TX1+Par de alta velocidade 1, positivoB11RX1+Par de alta velocidade 1, positivo
A3TX1−Par de alta velocidade 1, negativoB10RX1−Par de alta velocidade 1, negativo
A4VBUSAlimentação do barramentoB9VBUSAlimentação do barramento
A5CC1Canal de configuração 1B8SBU2Sinal auxiliar 2
A6D+Dados USB 2.0, positivoB7D−Dados USB 2.0, negativo
A7D−Dados USB 2.0, negativoB6D+Dados USB 2.0, positivo
A8SBU1Sinal auxiliar 1B5CC2Canal de configuração 2
A9VBUSAlimentação do barramentoB4VBUSAlimentação do barramento
A10RX2−Par de alta velocidade 2, negativoB3TX2−Par de alta velocidade 2, negativo
A11RX2+Par de alta velocidade 2, positivoB2TX2+Par de alta velocidade 2, positivo
A12GNDRetorno de terraB1GNDRetorno 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

TecnologiaTaxa de dados nominal máximaContatos principais usados
USB 2.0 Hi-Speed480 Mbit/sD+ / D−
USB 3.2 Gen 15 Gbit/sUma pista de alta velocidade
USB 3.2 Gen 210 Gbit/sUma pista de alta velocidade
USB 3.2 Gen 2x220 Gbit/sDuas pistas de alta velocidade
USB4Até 80 Gbit/sPistas 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 alimentaçãoTensão nominal / negociadaCorrente máximaPotência máxima
Alimentação USB padrão5 VDepende do modo USB e do estado do dispositivoDepende do modo
Corrente USB Tipo C5 V1,5 A7,5 W
Corrente USB Tipo C5 V3 A15 W
USB PD SPRNegociada até 20 VAté 5 A100 W
USB PD EPRNegociada até 48 VAté 5 A240 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.

Fontes oficiais

As especificações USB-IF e a documentação dos fabricantes dos componentes selecionados prevalecem sobre este resumo de referência.