PD3.2协议规范更新，新增可调电压功能AVS(Adjustable Voltage Supply)。USB Power Delivery最新规范协议PD3.2定义了三种充电方式：固定电压档位PDO，可编程电压电流可调PPS(Programmable Power Supply)，可调电压AVS(Adjustable Voltage Supply)。

USB Power Delivery PD支持使用一组定义的标准电压进行固定电源充电，可用电流不超过电源和电缆的广播功能限制。

USB Power Delivery支持使用一组定义的标准电压范围对可编程电源（PPS）充电。目前已达到电源和cable线材能力的极限。此外，在SPR模式下操作时，电流也受到请求消息中“操作电流”字段值的限制。PPS操作在EPR模式中不可用。

PD3.2规范中要求在SPR模式（当PDP高于27W时）和EPR模式下运行的USB电源传输，支持使用基于电源PDP额定功率值的一组定义的标准电压范围进行可调电压电源（AVS）充电。

PDP额定功率为x瓦的SPR电源应支持的电压和电流如下图所示。

PDP额定功率为x瓦的EPR电源应支持的电压和电流如下图所示。

PD3.2，具有确定功率额定值的电源必须能够提供的电压，要求如下。在SPR要求了AVS。

支持USB-IF协会目前最新发布的PD3.2协议规范Type-C Function与PD compliance协议一致性兼容性测试仪M310e，可以严格按照规范进行测试，USB-IF授权实验室认证测试仪器设备。详情联络咨询，sales@dragonever.com

IEC62680测试设备仪器GRL-USB-PD-C2-EPR，原USB-IF协会 USB PD认证测试仪器，执行PD协议认证测试 。IEC62680-1-2与IEC62680-1-3吸收USB-IF USB PD 及Type-C规范，目前可用于IEC62680对应的协议测试认证。IEC62680-1-2主要定义了USB PD供电规范；IEC62680-1-3为针对USB Type-C 线材与连接器的规范。

该指令涵盖智能手机、平板电脑、数码相机、耳机、手持游戏机、便携式扬声器、电子书、键盘、鼠标、便携导航及笔记本电脑等共13类设备。

指令的强制实施日期为2024年12月28日（笔记本的实施日期为2026年4月28日），强制日期之后，要满足该指令要求的设备才能进入欧盟市场。

EN IEC 62680-1-3内容包括Type-C连接器，Type-C线缆，Type-C协议三个方面。另外还涉及管脚定义、机械结构要求、尺寸要求、电气性能要求，Type-C设备的主从、供电角色定义、供电能力，相关握手协议和状态机定义等。

EN IEC 62680-1-2内容是基于Type-C的CC pin进行的快充协议。用电设备和供电设备都可以对电压、电流和充电方向可以进行协商和调整，此规范对电气要求、物理层、协议层、系统策略、状态机以及功率规则等做出了详细的要求。

因此，对于产品要符合标准，需要进行严格的测试。

我们提供IEC 62680-1-2/62680-1-3标准测试认证仪器设备GRL-USB-PD-C2-EPR，详细信息，请联络我们。

USB4.0协议规范更新 ，是一项重大更新，支持兼容当下的 USB 3.2 和 USB 2.0 架构进行补充。USB4 架构基于英特尔公司的 Thunderbolt™ 雷电协议规范。它使 USB 的带宽翻倍，并支持多个同步数据和显示协议。USB (通用串行总线)接口，标准经历了USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1到USB3.2，直到现在最新的USB4.0。USB 1.0只有低速low speed 1.5 Mbps与全速Full speed 12 Mbps，后来慢慢支持速度480 Mbps、5Gbps、10Gbps、20Gbps 等，最新一代 USB4™规格，支持20Gbps 与40 Gbps。

USB4.0直接采用的是Intel和Apple从2015年在高端笔记本电脑上推出的、基于Type-C接口的“雷电”Thunderbolt 3协议标准，数据传输速率支持10Gbps/lane和20Gbps/lane 两种速率，选择性地支持TBT3-compatible 10.3125Gbps/lane和20.625Gbps/lane两种速率；同时，通过交替模式(ALT mode)支持DisplayPort，PCIE等信号标准。为了避免混淆，Intel将未来准备在高端笔记本电脑上部署的Thunderbolt接口，统一命名为Thunderbolt4.0。

USB-IF协会在2021年5月份发布了最新的USB4 Specification。7月份发布了“USB4 Electrical Compliance Test Specification V1.02”的测试规范

USB4.0采用的是Thurderbolt3协议。在物理层电气信号上来看的话，USB4.0=TBT4.0=TBT3.0。为了保证20Gbps信号质量测试的精度、兼容性，USB4.0与TBT3.0有很多相关测试类似。

USB4™新功能主要有以下几个方面：
1，使用现有 USB Type-C 电缆的双通道操作和通过 40 Gbps 认证的电缆高达 40 Gbps 的操作
2，多种数据和显示协议，可有效共享总线上的总可用带宽
3，向后兼容 USB 3.2、USB 2.0 和 Thunderbolt 3

USB4™主要构成有Router (路由器)，Adapter (适配器)，以及TMU (Time Management Unit，时间管理单元)。

Router将隧道协议转换成USB4™封包，并通过TMU来作时间同步。Adapter 是内建在Router里面的，主要功能是为Router与外部组件沟通，进行协议转换。TMU是内建在Router 里，使用分布式时间管理单元（TMU），在 Router间做时间同步。

USB4.0按功能分层有5种：
1，Protocol Adapter Layer: 负责USB4™与不同协议间进行转换传输
2，Configuration Layer: 负责处理Control Packets，配置等传输参数。
3，Transport Layer: 定义数据包格式、路径、时序控制等。
4，Logical Layer: 提供数据传送与接收、编码与译码，电源管理，错误侦测等。
5，Electrical Layer: USB4™电气信号的特性，如电压、抖动，编码等定义。

更多USB,PD等信息，可以参考我们的产品页面及技术文章页面

Qi(中文“气”的拼音)是无线充电技术联盟无线Wireless Power Consortium（WPC）推出的，与认证的无线充电标准。本文重点说明无线充电标准，原理，测试认证。不同厂家的产品，只要有Qi Logo，都可具有互联操作性。这样给消费者带来了很大的便捷。WPC会员成员主要来自手机生产制造商、无线充电方案商，以及半导体公司。如美国Verizon、诺基亚、三星、HTC、TI、华为等公司。维护，推广Qi无线充电技术的市场化。Qi也慢慢成为了移动设备的无线充电的主流技术。

Qi是基于电磁感应原理传输电能。其系统由发射器TX线圈和接收器RX线圈组成，两个线圈组成一个电磁耦合感应器。发射器线圈中流过的交流电产生磁场，这样便感应使接收器线圈产生电压。这样便实现了无TX与RX之间的无线传输。比如，当我们把手机放在充电板上时，手机将通过电磁感应进行充电。

Qi充电目前的效率相对有线来说，还是比较低的。一般效率在70%左右，更优的设计可能能够达到80%左右。目前基本功率规格BPP的提供5瓦的功率。EPP为10到15瓦，可以加速手机和消费电子产品的快速充电。目前WPC也有单独制定针对更大功率，如汽车，厨房等场景的充电标准。

无线充电技术目前还处于发展初期，标准尚未统一。目前市场上有三大主流联盟致力于无线充电技术的开发与推广。三大联盟是无线充 电 联 盟(Wireless Power Consortium ， 简 称 WPC) 、Power Matters Alliance(PMA)和Alliance for Wireless Power(A4WP)。电力无线传输技术两种：电磁感应型(电流通过线圈)和磁场共鸣型(磁场等共鸣效应)。

对产品设计的要求，发射器方面，对于线圈的尺寸、屏蔽、磁环等都有规定。侦测电路则可以由制造商决定。Qi系统的效率在现阶段没有测试要求。

符合性测试是Qi认证的第一步，第二步是进行互操作性测试，在WPC指定的互操作性实验室，将被测物与已经认证过的产品进行互操作性的兼容测试。都PASS了，才满足Qi的要求，才能打上Qi标识。

更多的关于测试方面信息，可以浏览我们的无线充电测试设备C3。

发射器和接收器有不同的关键测试项目。

发射机的关键测试项目：

– 最小可承受调制负载

– 可持续提供有保证的功率

接收机的关键测试项目：

– 调制深度

– 侦测脉冲及时反应时间

– 数据包正确的时隙

– 数据包内容的正确性

本文主要介绍WPC Qi无线充电控制流程。工程师从事无线充电芯片开发，无线充方案开发，及无线充电产品开发测试时。对于无线充电测试标准，无线充电要测试哪些参数，及目前有哪些无线充电测试方案治具都是要必要了解的。所以，对于整个无线充电控制的过程需要事先了解，以便清楚知道以便为相关测试做准备。

Qi无线充电，从系统协议控制的角度来说，从发射器TX到接收器RX的电能传输包含BPP（Baseline Power Profile）中的四个阶段：选择、ping、识别与配置，以及电能传输。下图说明体现了这个四个阶段。

每个阶段的过程说明如下： 选择阶段，发射器通常会监视充电板表面是否放置和移除物体。为实现这一功能，发射器会使用多种方法。如果 Power Transmitter 发现一个或多个物体，它应该尝试定位这些物体，特别是如果它支持自由定位。此外，电能发射器将会尝试区分电能接收器和异物，例如钥匙、硬币等。此外，电能发射器TX应尝试选择电能接收器RX进行电能传输。如果发射器最初没有足够的信息来实现这些判断，发射器可能会重复进行ping和随后的识别和配置阶段 – 每次选择不同的线圈 – 并在收集相关信息后返回选择阶段。最后，如果电能发射器选择一个线圈，它打算将其用于向电能接收器传输电能，电能发射器将进入 ping阶段，并最终进入电能传输阶段。另一种情况，如果电能发射器没有选择电能接收器进行电能传输，并且长时间未主动向电能接收器供电，则电能发射器应进入待机操作模式。

ping阶段，发射器执行数字 Ping，并侦听响应。如果电能发射器发现电能接收器，电能发射器可以延长数字 Ping，即保持电能信号在数字 Ping 的电平。这会导致系统进入识别和配置阶段。如果电力发射器不延长数字 Ping，系统将返回到选择阶段。

识别和配置阶段，电能发射器识别选定的电能接收器，并获取配置信息，例如电能接收器打算在其输出端提供的最大功率量。电力发射器使用此信息来创建电力传输协议握手包。该电力传输合同包含对表征电力传输阶段电力传输的几个参数的限制。在进入电力传输阶段之前的任何时间，电力发射器可以决定终止扩展数字 Ping（例如，发现额外的电力接收器）。这将系统恢复到选择阶段。

电能传输阶段，电能发射器继续为电能接收器供电，调整其初级线圈电流，以响应从电能接收器接收的控制数据。在这个阶段，电力发射器监控电力传输合同中包含的参数。违反这些参数的任何规定限制会导致电力发射器中止电力传输，并使系统返回到选择阶段。最后，系统还可以根据电能接收器的请求离开电能传输阶段。

EPP(Extended Power Profile)在BPP控制功能基础上增加了协商阶段、校准阶段和重新协商阶段。

这些增加的阶段主要处理改进的异物检测FOB能力，如下所述：

选择阶段。在此阶段，功率发射器通常使用小测量信号监视接口表面以放置和移除物体。此测量信号不应唤醒位于接口表面上的电力接收器。如果电力发射器在其接口表面上检测到异物，它应该留在选择阶段，不应提供电能传输信号，以避免加热异物。

谈判阶段。在此阶段，电能接收器与电能发射器协商以微调电能传输合同。为此，电能接收器向电能发射器发送协商请求，电能发射器可以授予或拒绝该请求。为了改进对是否存在异物的初始评估，电能发射器可以将电能接收器报告的品质因数与其自身的测量值进行比较。如果电力发射器检测到异物，它应该返回到选择阶段。

整个这些控制过程，及详细的协议指令数据包，功率电能传输信息，通过我们的无线充电测试设备C3都可以清晰的看到，以便产品开发与测试。及过WPC Qi的认证。

我们都知道最近几年快速充电基本已经成为手机等电子设备的标配。用户在选择购买新的手机时，更会把快充作为一个考虑的重要因素。USB-IF协议也是把最新的PD协议规范更新到了PD3.1。

由于USB PD充电器，车充，充电宝等PD电源与传统电源最大的区别在于，其具有通信沟通能力：充电设备与受电设备之间存在协议数据沟通。PD协议的通信编码为BMC（Biphase Mark Coding, BMC）。

PD协议中BMC码的频率为300K，转换为每个数据比特传输时间为3.33us。PD协议BMC编码可以有10％的频率偏差，但在实际产品中由于产品及线材传输质量，噪声、外部电磁环境等影响，信号经常受到干扰。

无数条这样的PD协议数据包是在PD的两个设备之间进行通信，以实现PD快充。而承载这一数据通信的物理层即是type-C中的CC1通道，CC线作为插拔检测和PD通信通道，采用半双工通信机制传输数据。

所以CC通道上本身信号质量的优劣，就显得非常重要，直接决定了PD电源及支持PD协议充电设备的产品体验。如何查看及对此信号进行分析就显得非常重要。USB-IF组织在PD规范中对此进行了明确的定义与要求，其信号眼图不应触碰模板。

所有这些信号电压波形，结果图，协议数据包详细内容，借助我们的PD协议测试仪都可以清晰的查看分析，以及进行更加深入的测试，及噪声干扰测试。

无线充电Qi 标志和“Qi”字样是大多数国家/地区的注册商标。Qi 徽标和名称 Qi 的使用需要经过实验室测试认证，及得到WPC许可用。

由授权测试实验室 (ATL) 进行的合规性测试。在产品上使用 Qi 标志之前，该产品是否符合无线充电协议 Qi 规范必须经过授权测试实验室的测试。经过测试，以确保互操作性和向后兼容性。这样，无论哪个制造商，产品上标有Qi标志，相互之间就会兼容。

由互操作性测试中心 (IOC) 进行的互操作性测试
互操作性测试是 Qi 产品认证程序的强制性部分。在互操作性测试期间，被测产品与大量先前认证产品进行兼容性测试。这样的目的是确保进入市场的产品与所有其他产品都能很好地配合使用。ATL 执行的一致性测试不足以保证互操作性。
如最最新版本的无线充电协议 QI 规范已经发布，则产品必须符合最新版本的 Qi 规范。当规范的新版本发布时，WPC 指定了所谓的“宽限期”，在此期间仍允许针对旧版本进行测试。在宽限期结束时，ATL 将停止使用旧版本的规范并使用最新版本测试新产品。宽限期的持续时间取决于更改的复杂性。最新的 Qi 规范是 1.3 版。除了少数例外，不再允许制造和销售 1.0 和 1.1 版产品。

Qi无线充电测试仪器GRL-WP-BST-C3 (GRL-C3)为Qi测试仪器操作人性化。使用GRL-C3测试仪器来执行Qi 认证测试时，工程师只要将产品依照仪器上所示的接线配置连接好，自动化测试软件选择全部测项或单项验证，一键完成测试。能够帮助研发者验证特殊的无线充电设计。更多详细信息，请联络我们沟通。

QI 认证流程概述

1. 产品制造商通过填写包含产品信息表格开始注册程序，上传产品图片和自我声明表格，选择将执行合规性测试的授权测试实验室 (ATL)，以及互操作性测试中心 (IOC)。
2. 徽标许可证管理员 (LLA) 会验证表格是否正确填写。
3. 授权测试实验室 (ATL) 执行测试规范中描述的强制性合规性测试并上传测试报告摘要。
4. 互操作性测试中心 (IOC) 执行互操作性测试。
5. 产品的制造商最终确定产品的描述。上传一张显示上市产品的图片，并提供标识此产品的型号。
6. 徽标许可证管理员 (LLA) 验证信息是否完整且一致，并使产品在产品注册数据库中可见。

进入USB PD3.1协议中的 EPR(Extend Power Rang) 模式遵循严格的流程；这样可以确保高于 100W 大功率与更高电压，仅通过支持 EPR 的电缆在已知的支持 EPR 的电源和支持 EPR 的sink设备之间传输。EPR source电源能够进行固定档位和可调电压档位 (AVS) 操作。保持 EPR 模式操作还需要保持 USB PD快充协议通信的正常；电源和设备之间的通信丢失将导致启动硬复位hardreset，从而返回到 SPR(Standard Power Range) 操作模式。

PD3.1中EPR Mode模式正常进入、操作和退出流程总结如下：
1) 在标准功率范围内协商并签订一份明确的功率合同。在此沟通期间，支持 EPR 的 Source 和 Sinks 将通过 PDO/APDO 和 RDO 交换声明其支持的 EPR 功能。
2) 发现 EPR 电源的 EPR Sink 设备可以请求进入 EPR 模式。
3) EPR 电源在接收到来自 EPR 设备的 EPR 模式进入请求后，将重新查询连接的电缆以验证其 EPR 能力。
4) EPR 电源确认 EPR 电缆后，将响应 EPR 设备，确认 EPR 模式进入请求。
5) 在 EPR 模式下
1, EPR 电源将 EPR 能力（固定 PDO 和 AVS APDO）发送到 EPR 设备，这需要设备进行评估并做出适当的响应以调整 确定明确的功率协商要求。
2, EPR 设备与 EPR 电源保持有规律的PD正常通信节奏，以允许 EPR 模式继续。
6）当 EPR 电源或 EPR 设备不再希望保持在 EPR 模式操作时，从 EPR 模式正常退出，将首先需要将确定电源协商调整为 20V 电​​压或者更低，以退出 EPR 模式请求指令发出。

下图说明了一个正常的 EPR 模式操作流程的示例。我们的Type-C USB PD协议测试仪 (GRL-USB-PD-C2-EPR)已支持EPR协议部分测试，更多信息，欢迎联络我们交流。

为了简化 USB Power Delivery 测试认证流程，USB Power Delivery 2.0 测试规范和 USB Power Delivery 3.0 测试规范已合并为一个规范-PD3.1 Merged test specification（PD3.1测试规范）。新的合并后的PD3.1测试规规范将标准化一种实施方法 (MOI)，以减少对多个测试解决方案的潜在关联问题。通过这样做，供应商将针对所有电力传输协议和 PHY 测试参考单个规范，从而无需针对 PD 2.0 和 PD3.0 参考多个规范。

PD3.1 Merged test spec主要合并了原本三份不同的测试规范：PD 3.0 Test Document、PD 2.0 Communication Engine MOI 与 PD 2.0 Deterministic MOI。新的规范增加了EPR（Extend Power Rang）功能。PD 3.1 Spec，将原先PD 3.0定义的供电规格划为SPR（Standard Power Range），功率上限100W保持不变。另外新增EPR选项，供电功率为100W至240W。

这是一项重大的更新，通过 USB Type-C线材可以提供高达 240W 的功率。在此之前，USB PD 只能 支持最高20V/ 5A /100W。USB Type-C 规范发布 Release 2.1 版本，定义了 240W 的线材要求，这样便把 USB PD 的应用范围扩展到 100W 以上的大量应用。
新的 USB PD3.1 架构定义了更严格的电源协商协议，确保更高功率应用场景的安全性。应该注意的是，使用功率在 100-240W 范围内的产品的安全要求也比低功率产品更严格，并且由产品销售的每个国家/地区的法规规定的适用安全规范定义。

“借助 USB Power Delivery 3.1 的新功能，我们现在使更大功率的产品（例如更大功率的笔记本电脑）能够从传统的电源连接器转向 USB Type-C，”USB 推广组主席 Brad Saunders 说。“我们还预计，传统 USB 生态系统之外的更多产品应用开发人员现在会考虑使用 USB PD 为其电源需求提供 USB Type-C 的标准化。”

USB PD 3.1 规范的主要更新部分：

• 三种新的固定电压档位可供选择：28V（高于 100W）、36V（高于 140W）和 48V（高于180W) ，以及以前定义的 5V、9V、15V 和 20V 四种固定电压PDO。

• 一种新的可调电压模式，可根据可用功率实现从 15V 到三个最大电压之一（28V、36V 或 48V）的范围，从而允许被供电的设备请求特定电压至 100 mV 分辨率。

USB Power Delivery 3.0 测试：概述 PD 3.0 assertions和 PD 3.0 合规性测试用例。
USB PD 2.0 communication MOI：概述了测试 PD 2.0 assertions的特定方法。这是 PD 2.0 合规性需要测试的两个 MOI 之一。
USB PD 2.0 deterministic MOI：概述了测试 PD 2.0 assertions的特定方法。这是 PD 2.0 合规性需要测试的两个 MOI 之一。

目前，USB Power Delivery and Type-C PD协议分析测试仪 (GRL-USB-PD-C2-EPR)，已符合最新USB Type-C PD 3.1协议最新规范测试规范。更多信息，请参考GRL-C2-EPR测试仪器介绍。