关于USB PD3.1的一些探索

USB PD3.1新标准发布及开放认证以来，从连接器端到线缆端和设备端都面临着更严谨、更高安全性能要求的考验。

尤其是连接器在带电带载环境下进行插拔会产生电弧，更高的电压差会产生更高能量的电弧，经试验发现，在240W负载情况下进行热插拔，VBUS pin会产生显著的电弧，导致连接器融化烧毁。

更高等级的EPR电缆如何安全应用，如何抑制或减小电弧?

本期邀请了泰尔终端实验室USB-IF认证实验室技术负责人魏明分享《关于USB PD3.1的一些探索》。

魏明主任分三部分分享对EPR电缆的探索与试验。分别是PD3.1的新内容、EPR应用的挑战、EPR的测试认证信息。

PD3.1的新内容主要是EPR电缆，规定了功率提升至240W，最大电流仍然是5A，定义了EPR，引入28V、36V和48V三种固定电压，电压变化如下图。

在EPR模式下，支持可变电压模式AVS。固定电压用于供电，AVS用于充电。

魏主任指出，严格的EPR模式进入和退出机制，需要SOURCE、CABLE、SINK三方系统性配合来抑制或减小电弧，才能安全使用。

电弧产生原理：

当线缆在工作时被拔出后，SOURCE侧VBUS还保持供电，且因突然失去负载，稳压电源进行调整，还导致VP电压升高并保持一段时间以后才关断;

线路中因电流骤减，发生电感反冲，导致VP电压升高;

SINK侧因突然失去SOURCE供电，本地电容迅速放电，并导致VR电压降低。综合以上3种因素，造成了压差VP-VR的形成。

需注意的是，Type-C v2.1标准要求在连接器断开时，SINK必须保证在250us内，Vbus压差不超过12V。

为验证电弧问题处理思路，泰尔终端实验室分别进行了“250W功率通过温升和带载拔出”、“PD65W充电时，带载拔出线缆”实验。结果如下图。

审核编辑：汤梓红