USB Type-C / Power Delivery
概要と取り扱い商品

2023/12/12
株式会社リョーサン

CK000296 ©2023 RYOSAN CO.,LTD.

1. USB Type-C / Power Delivery 概要
2. USB Type-C / Power Delivery システム構成
3. USB Type-C / Power Delivery 関連商品

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USB Type-C 概要
USB Type-CはUSBコネクタ形状の規格です• USB Type-Cは充電だけでなく、データ通信、映像伝送など様々な用途で利用可能な規格です• USB Type-Cを採用することにより、以下のようなメリットが得られます
1. コネクタの種類数を減らすことが出来るから筐体を小さくできる✓ 充電・データ通信・映像伝送を1ポートで賄うことが出来るため、用途ごとに設けていたコネクタ種別を統一することが可能です✓ HDMI, DisplayPortと言った映像伝送ポートの標準コネクタよりサイズが小さくなるので、筐体を薄く・小さくすることも可能です

2. 画像・動画転送速度の向上✓ USB Type-CはUSB 3.2 Gen2x2（30Gbps）、Thunderbolt4（40Gbps）に対応している為、データ通信速度の向上が見込めます

3. 急速充電が可能になる✓ USB Type-CにすることでUSB Power Delivery（USB PD）に対応可能となるので、最大240W（USB PD3.1）の急速充電が可能です

4. micro-Bなどと比較すると表裏がないので、挿抜時のコネクタの破損が減る✓ USB Type-Cでは、従来のUSB（USB A, mini-B, micro-B 等）で課題であった挿抜向きを解消しており、表裏どちらでも挿抜可能です

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USB Power Delivery 概要
USB Power Delivery（USB PD）はUSB Type-Cを使用した給電規格です• USB-IF（USB Implementers Forum, Inc.,）によって規格化されており、最大240W（48V/5A）の給電が可能です• USB Type-Cで拡張されたCC端子を用いて供給電力の調整を行うため、従来のUSBコネクタでは使用できずUSB Type-C専用の規格となります• 欧州では、無線機器のUSB Type-C義務化に伴い、急速充電に関してはUSB PDを使用することが義務化されました

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1. USB Type-C / Power Delivery 概要
2. USB Type-C / Power Delivery システム構成
3. USB Type-C / Power Delivery 関連商品

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USB Type-Cのコネクタ/端子構成
USB Type-Cでは、新たな機能に対応するため端子数が増え、コネクタ形状がHost側/Device側で共通となりました• USB Type-Cでは従来のUSB2.0, USB3.0で使われていたデータ通信・電源・GNDに追加で、挿抜方向判定・給電電力調整・Alternate mode調整用に端子が追加されています➢ USB2.0用端子: D+, D-, VBUS, GND➢ USB3.0用端子: TX1+, TX1-, TX2+, TX2-, RX1+, RX1-, RX2+, RX1-

➢ USB Type-C用端子: CC1, CC2/VCONN, SBU1, SBU2

<USB Type-C Receptacle Pin assign>

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<USB Type-C Connector Pin assign>

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USB Type-C / Power Deliveryのシステム構成例
USB PD 240W入力, PD100W出力対応モニタの例• 電源入力：USB PD 240Wアダプタより240W受電• USB Host ：Laptop PCと接続、LaptopにUSB PD 45W給電
Laptop PCよりDPで映像信号受信、USB3.2 or 4でUSB Hub機能と接続• USB Hub1 ：Smartphoneと接続、SmartphoneにUSB PD 18W給電• USB Hub2 ：その他PC周辺機器を接続可能

PC Monitor
USB PD
Sink Port240W
USB PD
240W Adaptor

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USB Type-C cablewith eMarker<構成要素>
1. USB PD Adaptor
2. USB PD Sink Port
3. USB PD Source Port
4. USB Type-C Cable with eMarker
5. USB Type-C Cable
Supported USB 3.2 gen2 or later
6. USB Type-C Cable
7. USB Hub

USB Type-C cable
Supported USB3.2 gen2 or later

USB PD
Source Port

45W
DP36W
USB

USB Type-C cable

LaptopPC

Smartphone

18W
USB Type-C cable7

USB PD Adaptorのシステム構成例
1出力、100W以下の構成例• 主にAC/DCブロック、USB PD Controller、USB Type-C Connectorで構成されます。
• AC/DCブロックの構成は出力の仕様により変わります。
• 多出力が必要な場合、USB Type-C Connector、USB PD Controllerの構成・員数が変わります。
また、各ポートごとの出力調整用にDC/DC Converter若しくは、出力電圧の切り替えスイッチが必要となります。

VBUS

CC1/2
DiodeBridge

USB Type-C
Connector

GND
EMI
FilterSMPS
Controller

SecureIC

GaN FET

Output power control

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USB PD
Controller

CC1/2とVBUSは隣接している
ので、EPR対応の際は特にノイズに注意する必要があります8

USB PD Sink Port / Source Port のシステム構成
Sink Port / Source Portの構成例• USB PD Controllerにより、接続の裏表判定・Alternate mode判定・給電電圧調整を行います。
• USB PD Controllerは裏表/Alternate modeの判定結果に応じてMultiplexerの設定を切り替えます。
• Source Portで使用する場合、USB PD Controllerは給電電圧の調整結果に応じて出力電圧を切り替えます。

<USB PD Sink Port>

OverVoltage
Protection

DC/DC
Converter

DC/DC
Converter

Lord
Switch12V

DC/DCConverter

Lord
Switch

5V

VBUS

VBUS

SBU1/2
USB Type-C
Connector

D+/DTx/Rx<USB PD Source Port>

Display Port
Multiplexer

USB3.2 or USB4

SBU1/2

Display Port

USB3.2 or USB4

Multiplexer

D+/DTx/Rx

CC1/2

CC1/2

GND

GND

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USB PD
Controller

control

CC1/2とVBUSは隣接している
ので、EPR対応の際は特にノイズに注意する必要があります

USB2.0control

USB2.0

USB Type-C
ConnectorSecureICSecureICUSB PD
Controller

91. USB Type-C / Power Delivery 概要
2. USB Type-C / Power Delivery システム構成
3. USB Type-C / Power Delivery 関連商品

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USB Type-C / Power Delivery関連デバイス
Renesas Electronics製USB PD Controller / USB Type-C Authentication MCU• 各種関連規格に準拠、USB-IF認証取得済み• 直ぐにご使用いただけるリファレンスボードを準備済み➢ USB PD Dual Role Power対応Li-ion Battery: RTK-251-1PowerBank3➢ USB PD Source Port用DC/DC Converter: RTK-251-BuckBoostConverter2➢ Software Development Kit評価用: RTK-251-DRPEVB<USB PD Controller：R9A02G011>
USB Power Delivery Revision 3.1準拠USB Type-C Cable and Connector Specification 2.1準拠
USB-IF認証取得済み
Standard Power Range（SPR）対応（PPS含む）（Extended Power Range（EPR）非対応）<USB PD Controller with USB Type-C Authentication：R9A02G012>• Package : QFN32 □5mm, BGA42 3.6×3.1mm• USB Power Delivery Revision 3.1準拠• USB Type-C Cable and Connector Specification 2.1準拠• USB Type-C Authentication Specification Revision 1.0準拠
Single Chip
• USB-IF認証取得済み• Standard Power Range（SPR）対応（PPS含む）<USB Type-C Authentication MCU：R5H30313XB08>（Extended Power Range（EPR）非対応）• Package : BGA42 3.6×3.1mm• USB Type-C Authentication Specification Revision 1.0準拠• Host IF: I2C• Package : QFN20 □4mm••••

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USB PD Adapter
FSPテクノロジー USB PD Adapter• 20W~180Wまで幅広いラインナップ（240Wは開発中）• USBケーブル一体型であれば、別途USBケーブルを準備する必要なし• 産機向けにスクリューロック機構搭載モデルもラインナップ

スクリューロック搭載コネクタ

60W

90W

140W

240W

Dock Type

45W

100W

180W

45W

Wall Mount TypeInter-changeable
plug

Wall Mount Type
Foldable plug

65W

20W

30W

20W

30W

45W

40W

100W

65W

50W

60W

70W

80W

90W

100W

140W

180W

240W

Output Power
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USB Type-C Cable
日本航空電子工業

DX07ケーブル• USB3.2~USB4, Active Copper Cableの幅広いラインナップ• スクリューロック機構搭載ケーブルケーブルもラインナップ• Active Copper Cableで長距離伝送（5m）に対応
USB3.2 Gen1 + DP1.4×2, 60W

Active CopperCable

USB3.2 Gen2x2, 60W
EPR

USB4 Gen3（40Gbps）

USB4 40Gbps
100W

USB3.2 C to C

Gen1x2（10Gbps）

240W

Gen2x2（20Gbps）

スクリューロック

スクリューロック

Gen1x2（10Gbps）

Gen2x2（20Gbps）

USB3.2 A to C
Gen2x1（10Gbps）

0.8m

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1.0m

2.0m
3A

3.0m

5.0m

0.8m

1.0m

2.0m
5A

3.0m

5.0m

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USB Type-C connector（プラグ）
日本航空電子工業

全製品 USB PD EPR（最大240W＠5A/48V）対応

DX07シリーズ• 優れたEMI/EMC特性、機械的強度を確保した設計• 耐寿命性と嵌合クリック感に配慮した優れたロック構造• 金属外殻の挿入部端角に滑らかなRを設け、良好な挿入性を実現
規格
USB3.2USB4タイプ

品名極数

最大高最大幅

奥行プラグ

DX07P024MA2

243.35mm

9.8mm

12.7mmスリムプラグDX07P024AJ5

243.2mm

8.19mm13mm

DX07P022AA6

223.2mm

ショートプラグDX07P022FA1

223.6mm

8.35mm

10.7mm

垂直プラグ

DX07VN24WA2

2413.8mm

18.4mmーDX07P024MA2

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DX07P024AJ5

DX07P022AA6

特徴

USB-IF指定認証テストツール“USB4 Golden Plug”に採用
クレイドルへの搭載を想定した、表面実装タイプ 垂直挿し 24芯プラグ嵌合離脱時にクレイドルが持ち上がらないよう、ロック力を低減

DX07P022FA1

DX07VN24WA214USB Type-C connector（レセプタクル）
規格タイプ

DX07S016JAx

品名特徴

DX07S016JAx

C/H 1.58mm USB2.0対応とすることで極数を削減、基板側端子配列が16極1列なので配線が容易

DX07S024JAx

C/H 1.57mm インサートモールドタイプ

DX07S024JJx

C/H 1.57mm

DX07SD24JJ3

C/H 2.0mm

DX07B024JJx

C/H 0.47mm

DX07BN24JA2

C/H -0.64mm

DX07S024XJ1
DX07S024XJ1A

C/H 1.6mm

DX07SA24XJ2

C/H 2.0mm

ハイブリッドミッドマウント

DX07B024XJ1

C/H 0.7mm

垂直オンボード

DX07S024WJ1
DX07S024WJ3

日本航空電子製DX07シリーズ
USB2.0

全製品 USB PD EPR（最大240W＠5A/48V）対応

オンボード
オンボード

ミッドマウント

ハイブリッドオンボード
USB3.2DX07S024JAx

コンタクト実装部の省スペース化を図った
2列SMTタイプ

DX07BN24JA2
DX07S024XJ1A

リワーク性に優れたスルーホール、SMTのハイブリッドコンタクトレセプタクル
DX07B024XJ1
DX07S024WJ1

モニター、周辺機器などのニーズに対応した垂直タイプレセプタクル

DX07S024WJ4USB4DX07S024WJ4防水IPX8

DX07W024JA1
DX07W024JA2

IPX8対応防水コネクタ, DX07W024JA1は嵌合長4.2mm, DX07W024JA2は同2.6mm
嵌合部が基板端より外に配置される為、実装時に治具等でコネクタ嵌合側を支える必要あり

防水IPX7

DX07WH24JA3

C/H 1.5mm 嵌合長3.3mm

オンボード

DX07S024JAA

C/H 1.57mm Thunderbolt4認証取得済み

DX07B024JAA

C/H 0.47mm Thunderbolt4認証取得済み

DX07BD024JJ4

C/H -0.1mm

DX07S024XJ4C/H 3.4mm スクリューロック用ネジ穴搭載

DX07S024XA8C/H 3.4mm

ミッドマウント
ハイブリッドオンボード

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DX07B024JJx

DX07S024XJ4

DX07S024XA8
DX07W024JA1

USB4 40Gbps認証取得レセプタクル
DX07W024JA2

DX07WH24JA3※C/H 基板表面からコネクタセンターまでの高さ

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