Mô tả
???? 1. Cấu trúc 24 chân của USB Type-C
USB Type-C có tổng cộng 24 chân, chia đều thành hai mặt để hỗ trợ cắm đảo chiều, giúp thuận tiện hơn trong sử dụng. Dưới đây là sơ đồ phân bố chân:
➤ Chức năng các nhóm chân chính:
| Nhóm chân | Chức năng |
|---|---|
| A1/B1 | GND (Ground) |
| A4/B4 | VBUS (+5V đến +20V) |
| A5/B5 | CC1 / CC2 (Channel Configuration) |
| A6/A7 | D+ / D− (USB 2.0 Data) |
| B6/B7 | D+ / D− (dự phòng USB 2.0) |
| A8/A9, B8/B9 | SBU1 / SBU2 (Sideband Use – dùng cho âm thanh analog hoặc video trong ALT Mode) |
| A2/A3, B2/B3, A10/A11, B10/B11 | TX+/TX−, RX+/RX− (SuperSpeed USB 3.x, 5–10 Gbps) |
| A12/B12 | GND |
???? 2. Cơ chế đảo chiều thông minh – CC1 / CC2 và xác định vai trò
Trong kết nối USB-C, hai chân CC1 và CC2 là Channel Configuration pins – được sử dụng để xác định:
-
Hướng cắm cáp (chiều) – vì chỉ một chân CC được kết nối với điện trở pull-down (Rd) ở thiết bị còn lại.
-
Vai trò cấp nguồn (Source) hoặc nhận nguồn (Sink) thông qua điện trở pull-up (Rp) hoặc pull-down (Rd).
| Trạng thái | CC pin | Vai trò thiết bị |
|---|---|---|
| Cắm 1 đầu | CC1 có điện trở Rd | Xác định chiều cắm |
| Có Rp (5.1kΩ) | CC1 hoặc CC2 | Thiết bị là Source |
| Có Rd (5.1kΩ) | CC1 hoặc CC2 | Thiết bị là Sink |
???? Nhờ vào CC1/CC2, mạch biết được thiết bị đang là nguồn (cấp điện) hay tiêu thụ, cũng như xác định chính xác chiều cắm của đầu Type-C.
???? 3. Giao thức USB Power Delivery (PD) – Thương lượng điện áp
USB Power Delivery là giao thức cho phép thiết bị và nguồn "thương lượng" điện áp và dòng mong muốn. Các mức phổ biến:
| Mức PD | Điện áp | Dòng điện |
|---|---|---|
| PD 2.0 | 5V / 9V / 15V / 20V | 0.5A – 5A |
| PD 3.0 | Có thể tùy chỉnh theo bước 20mV, dòng 50mA | |
| PD PPS | (Programmable Power Supply) – dùng cho sạc nhanh điện thoại |
➤ Cách hoạt động:
-
Nguồn (Source) bắt đầu với 5V.
-
Qua CC pin, thiết bị Sink yêu cầu mức điện áp/dòng phù hợp.
-
Nếu nguồn hỗ trợ, PD Controller (chip VD: STUSB4500, FUSB302) gửi tín hiệu và cấp điện áp mới.
-
Dòng được kiểm soát thông qua MOSFET + IC Buck/Boost.
???? 4. Chip MUX và ALT Mode – Truyền video (DisplayPort/HDMI)
USB-C ALT Mode cho phép truyền tín hiệu DisplayPort, HDMI hoặc Thunderbolt thông qua chân TX/RX. Dữ liệu được định tuyến bởi Chip MUX (Multiplexer).
| Thành phần | Vai trò |
|---|---|
| MUX chip (VD: PI3USB, HD3SS215, ANX7440) | Chuyển đổi giữa dữ liệu USB và tín hiệu video |
| ALT Mode Controller | Thương lượng hỗ trợ chế độ hiển thị |
| SBU1/SBU2 | Truyền điều khiển (VD: AUX của DisplayPort) |
???? Để kiểm tra ALT Mode có hoạt động hay không khi sửa laptop, cần kiểm tra đường tín hiệu giữa CC, MUX và cổng video.
???? 5. Nguồn xung Buck, Boost, Buck-Boost – ứng dụng trong điều chỉnh điện áp USB-C
➤ Buck Converter (giảm áp):
-
Đầu vào: 20V → Đầu ra: 15V, 12V, 9V, 5V.
-
Hoạt động bằng cách băm xung điện áp cao thành thấp hơn nhờ MOSFET, cuộn cảm và diode.
➤ Boost Converter (tăng áp):
-
Đầu vào: 5V → Đầu ra: 9V, 12V.
-
Dùng khi nguồn đầu vào nhỏ hơn đầu ra.
➤ Buck-Boost Converter:
-
Linh hoạt: đầu vào có thể cao hơn, bằng hoặc thấp hơn đầu ra.
-
Ứng dụng trong mạch USB-C PD trên laptop, sạc đa mức.
???? Mạch phổ biến trong laptop:
-
IC: RT8249, TPS25750, MPQ4230, BQ25798…
-
Có thể điều chỉnh đầu ra 5V / 9V / 12V / 15V / 20V tùy yêu cầu thiết bị.
???? 6. Ứng dụng thực tế trong sửa chữa laptop
Khi sửa main laptop có cổng USB-C sạc:
✔️ Kiểm tra:
-
Nguồn đầu vào VBUS có đến không (5V–20V)?
-
CC1/CC2 có hoạt động không? → đo điện áp 0.5–1.5V là bình thường.
-
PD Controller IC có hoạt động (giao tiếp I2C, gửi tín hiệu yêu cầu không)?
-
Chip Buck-Boost còn hoạt động không? → đo áp đầu vào/ra, check MOSFET switching.
-
MUX chip có định tuyến đúng video/data không?
✔️ Lưu ý:
-
Nếu chỉ sạc 5V → PD chưa được thương lượng.
-
Mất tín hiệu CC → cáp kém, hư PD Controller, hoặc lỗi mạch.
-
Mất điện đầu ra → lỗi chip Buck, Boost hoặc FET.
