基于DIODES AP43781+PI3USB31531+PI3DPX1207C的USB-C PD Video 之全功能显示器连接端口方案

news2025/1/2 21:10:20

随着USB-C连接器和PD功能的出现，新一代USB-C PD PC显示器可以用作个人和专业PC工作环境的电源和数据集线器。

虽然USB-C PD显示器是唯一插入墙壁插座的交流电源输入设备，但它可以作为数据UFP（上游接口）连接到连接到TCD（例如笔记本电脑、pad、电话）以及DC电源DFP（下游接口），用于显示器中所需的电源。一旦DFP直流电源交付，显示器和TCD交换数据角色。TCD扮演DFP角色，请求UFP显示器支持DPAlt模式，以便DP视频信号可以正确地传输到DP显示器。该方案说明了在典型PC工作场景中为PC笔记本和PC显示器设置的使用情况。

USB-C PD监视器系统块可分为四个主要功能：

1.电源单元（将交流电源转换为所需的直流电源）
2.主要图像处理和显示SoC（图像格式化和缩放）
3.USB集线器控制器（支持各种USB设备）
4.USB-C PD接口（处理PD充电和数据/视频信令和路由） EVB。

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

该方案EVB设计用于输入12V~20V范围的直流电源，该电源由显示器内部的AC-DC电源转换模块板提供，交流电源从交流壁式插座输入。
此应用程序以以下模式运行：100W DFP充电端口，UFP支持DP Alt模式：当USB-C端口通过USB-C电缆连接到笔记本电脑或手机时，该方案 EVB为笔记本电脑或手机提供高达100W的电源。
然后， EVB交换为UFP，以支持显示器，DP Alt模式输出到DisplayPort连接器，USB设备（SSD）到USB连接器。支持DP Alt模式的自供电UFP：当USB-C端口通过USB-C电缆连接到台式电脑时， EVB充当自供电UFP，以支持显示器的DP Alt模式输出到DisplayPort连接器，以及USB设备（SSD）到USB连接器。为了支持DP Alt模式所需的PD 3.1充电和数据/视频信令和路由， EVB采用以下关键组件：
1）基于USB-C的DisplayPort支持PD控制器（AP43781-支持DP Alt模式的USB PD控制器。）
2）I2C Buck-Boost控制器（能够支持高达100W的PD充电，20V@5A）
3）I2C USB-C重新驱动器（PI3DPX1207C-DP-Alt DP1.4/USB3.1 10Gbps线性重新驱动器，具有非阻塞、无延迟和内置辅助开关）
4）I2C 6:4交叉开关（PI3USB31531-3.3V，USB-C USB3.1 Gen 2/DP1.4 6:4交叉开关）
5）I2C IO扩展器芯片（PI4IOE5V9554-8位I2 C-Bus和SMBus I/O端口，带中断）
当 USB-C 连接在活动 EVB 和 NB 主机之间完成时，电源配置文件协商从一系列通道配置（CC）命令和响应交换开始。协商成功后，电源配置文件选择结束。AP43781 使连接的 I2C 降压 - 升压控制器能够输出匹配的 PDO（电源数据对象）电源为 NB 主机充电
一旦充电进行，AP43781向NB主机发送数据角色交换请求。如果请求被接受，NB主机扮演DFP，并开始请求UFP AP43781支持DP Alt模式。在NB主机驱动的CC线上成功解码供应商定义消息（VDM）命令后，AP43781进入DP Alt模式。解码后的信息随后通过AP43781发送到高速交换机和重新定时器/重新驱动。