By GRL Team on Jul 3, 2023

USB Type-C 线产品设计之注意事项

   

Granite River Labs, GRL Jiang Ning 蔣寧,Tan Jiwen 譚吉文 

GRL 是 USB-IF 授权的认证实验室,包括USB Type-C 连接器(Receptacle、Plug)与线缆(cable assembly)等相关认证测试并协助客户取得USB-IF协会授权而努力。随着 USB Type-C 的产品应用越来越广泛,市场上不同场景 USB Type-C 的使用也使得 USB Type-C 产品设计多样化。制造者则会遇到许多特殊的设计需求。通过 GRL 的认证经验,制造者可以确保产品符合 USB-IF 设定的标准,并且获得在各个市场上销售的许可。

为了以便大家在开发阶段避开常见的设计陷阱,节约开发费用和时间的成本,GRL 的工程师在本文章总结出 USB Type-C 线的设计要点。设计 USB C 线前,让我们先来了解连接器(Connector)的要求。

USB Type-C 插座(Receptacle)结构设计类型:

可允许的USB Type-C 插座(Receptacle)结构设计

1. 外部屏蔽 Shell 两面不带有弹片或者凸包,内部两面皆带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle –———可认证

外部屏蔽 Shell 兩面不帶有彈片或者凸包,內部兩面皆帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------可認證

2. 外部屏蔽 Shell 两面带有弹片,内部两面皆带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

外部屏蔽 Shell 兩面帶有彈片,內部兩面皆帶 EMC Pad 設計的USB Type-C Receptacle ----------可認證

3. 外部屏蔽 Shell 只有一面带有弹片,内部两面皆带 EMC Pad 设计的USB Type-C Receptacle ———-可认证

3. 外部屏蔽 Shell 只有一面帶有彈片,內部兩面皆帶 EMC Pad 設計的USB Type-C Receptacle ----------可認證

4. 外部屏蔽 Shell 两面带有凸包(需要注意两面凸包顶点之间的尺寸大于插头 Plug 的厚度。最大允许尺寸 2.43mm),内部两面皆带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

外部屏蔽 Shell 兩面帶有凸包(需要注意兩面凸包頂點之間的尺寸大於插頭 Plug 的厚度。最大允許尺寸 2.43mm),內部兩面皆帶 EMC Pad 設計的USB Type-C Receptacle ----------可認證

5. 外部屏蔽 Shell 一面带凸包,另一面带弹片,内部两面皆带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

外部屏蔽 Shell 一面帶凸包,另一面帶彈片,內部兩面皆帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------可認證

6. 采用外层不带屏蔽 Shell(或者外壳采用塑胶材质的),内部两面皆带EMC Pad设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

採用外層不帶屏蔽 Shell(或者外殼採用塑膠材質的),內部兩面皆帶EMC Pad設計的 USB Type-C Receptacle ----------可認證

7. 外部屏蔽 Shell 两面带有弹片,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

外部屏蔽 Shell 兩面帶有彈片,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的USB Type-C Receptacle ----------可認證

8. 外部屏蔽 Shell 一面带凸包,另一面带弹片,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-可认证

外部屏蔽 Shell 一面帶凸包,另一面帶彈片,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------可認證

不可認證的USB Type-C 容器(Receptacle)結構設計

1. 外部屏蔽 Shell 两面带有凸包,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-不可认证

外部屏蔽 Shell 兩面帶有凸包,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------不可認證

2. 外部屏蔽 Shell 一面带弹片,另一面不带弹片,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-不可认证

外部屏蔽 Shell 一面帶彈片,另一面不帶彈片,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------不可認證

3. 外部屏蔽 Shell 两面不带弹片,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-不可认证

外部屏蔽 Shell 兩面不帶彈片,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的USB Type-C Receptacle ----------不可認證

十一

4. 外部屏蔽 Shell 带弹片,但是弹片朝向是逆向设计的 USB Type-C Receptacle ———-不可认证

外部屏蔽 Shell 帶彈片,但是彈片朝向是逆向設計的USB Type-C Receptacle ----------不可認證

十二

5. 采用外层不带屏蔽 Shell,内部两面不带 EMC Pad 设计的 USB Type-C Receptacle ———-不可认证

採用外層不帶屏蔽 Shell,內部兩面不帶 EMC Pad 設計的 USB Type-C Receptacle ----------不可認證

十三

6. 双层或者多层叠加设计的 USB Type-C Gen2 Receptacle———-不可认证

雙層或者多層疊加設計的USB Type-C Gen2 Receptacle----------不可認證

十四

USB Type-C 插頭 Plug 的結構設計類型:

可允許的 USB Type-C Plug 連接器結構設計

內部絕緣層不同顏色設計的插頭Plug----------可認證

十五

1. 內部绝缘层不同颜色设计的插头 Plug———-可认证

这也是本文中介绍的唯一 USB-IF 允许的 USB Type-C 插头类型。

不可认证的 USB Type-C Plug 连接器结构设计

1. 连接器前端塑胶部分外露设计的 USB Type-C Plug ———-不可认证

連接器前端塑膠部分外露設計的 USB Type-C Plug ----------不可認證

十六

2. 內部无 EMC Springs 设计的 USB Type-C Plug———-不可认证

內部無 EMC Springs 設計的 USB Type-C Plug----------不可認證

十七

3. 採用贵金属(如镀金等)外屏蔽 Shell 设计的 USB Type-C Plug———-不可认证

採用貴金屬(如鍍金等)外屏蔽 Shell 設計的 USB Type-C Plug----------不可認證

十八

4. 外屏蔽壳表面采用凸包,凸肋或者卡扣设计的 USB Type-C Plug———不可认证

外屏蔽殼表面採用凸包,凸肋或者卡扣設計的 USB Type-C Plug---------不可認證

十八

5. Plug EMC Springs 与外屏蔽壳是一体设计的USB Type-C Plug———不可认证

Plug EMC Springs 與外屏蔽殼是一體設計的 USB Type-C Plug---------不可認證

十九

6. 采用 USB 2.0 Type-C Plug Ground Springs 设计的 USB Full-Featured (功能齐全)Type-C Plug———不可认证 採用 USB 2.0 Type-C Plug Ground Springs 設計的 USB Full-Featured (功能齊全)Type-C Plug---------不可認證     採用 USB 2.0 Type-C Plug Ground Springs 設計的 USB Full-Featured (功能齊全)Type-C Plug---------不可認證_2

USB 全功能 Type-C 插头 Ground Springs        

USB 2.0 Type-C 插头 Ground Springs

二十

7. 带磁吸式设计的 USB Type-C Plug———不可认证

USB Type-C 线 Cable 的特殊设计类型:

下面介绍USB Type-C 的一些设计注意项目总结:

可允许的 USB Type-C 线 Cable 结构设计

1. 不同形状及类型线材设计的USB Type-C Cable———可认证

 圆形结构、方形结构、扁线、三角形、其他异性结构,带编织层,卷线等(必须能通过所有认证测试项目的测试要求)

2. 采用90°弯头或者U型设计的USB Type-C Cable———可认证

採用90°彎頭或者U型設計的USB Type-C Cable---------可認證

二十一

採用90°彎頭或者U型設計的USB Type-C Cable---------可認證_2

二十二

3. 用USB Type-C Screw 设计的USB Type-C Cable———可认证

採用USB Type-C Screw 設計的USB Type-C Cable---------可認證

二十三

採用USB Type-C Screw 設計的USB Type-C Cable---------可認證_2

二十四

4. 不带Cable 设计的  USB Type-C to USB 2.0 Micro-B Receptacle Adapter———可认证

不帶Cable 設計的 USB Type-C to USB 2.0 Micro-B Receptacle Adapter---------可認證

二十五

不帶Cable 設計的 USB Type-C to USB 2.0 Micro-B Receptacle Adapter---------可認證_2

二十六

5. 包含有内部电路及电子元器件设计的USB Type-C Cable———可认证 举例:待LED灯,PTC等,但是需要测试内部电路的功率,不能超过100mW. 包含有內部電路及電子元器件設計的 USB Type-C Cable---------可認證

二十七

6. 带磁环设计的USB Type-C Standard Cable Assemblies———可认证

帶磁環設計的 USB Type-C Standard Cable Assemblies---------可認證

二十八

不可认证的 USB Type-C 线 Cable 结构设计

1. 带磁环设计的 USB Type-C Legacy Cable Assemblies ———不可认证

帶磁環設計的 USB Type-C Legacy Cable Assemblies ---------不可認證

二十九

2. 不带线设计的 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Receptacle Adapter———不可认证

不帶線設計的 USB Type-C to USB 3.1 Standard-A Receptacle Adapter---------不可認證

三十

3. 采用 USB 2.0 Standard-A Receptacle 设计的 USB Type-C to USB 2.0 Standard-A Receptacle Adapter———不可认证

採用 USB 2.0 Standard-A Receptacle 設計的 USB Type-C to USB 2.0 Standard-A Receptacle Adapter---------不可認證 

三十一

4. 带有 USB Type-C Receptacle 设计的 USB Type-C Cable———不可认证

帶有 USB Type-C Receptacle 設計的 USB Type-C Cable---------不可認證

三十二

5. 只有电源功能无数据功能设计的 USB Type-C Cable ———不可认证 6. 使用 SR 尺寸超标设计的 USB Type-C Cable ———不可认证 注:USB Type-C 的尺寸量测部分包括:整个链接擦头(Plug)和线(Cable)之间的过度部分。 7. 使用未取得 USB-IF 认证的连接器设计的 USB Type-C Cable ———不可认证

采用GRL技术,体验顶尖USB cable高速传输测试解决方案

创立于2010年初以来,GRL在近期十几年为众多的高速讯号传输测试界的领航者提供了技流信息科技,实施高速传输测试并提供专业的解决方案。作为 USB 多年的技术合作伙伴,我们时刻同 USB 协会保持沟通和交流,让我们的客户也在第一时间了解最新信息。若想通过我们的桥梁层进一步提高您的 USB 产品,诚挚邀请您同 GRL 取得联系。

参考文献:

Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Revision 2.2 October, 2022 Universal Serial Bus Type-C Connectors and Cable Assemblies Compliance Document Revision 2.1b June, 2021

作者

蒋宁:GRL测试工程师,在线缆和连接器的设计和制造行业有超过15年的工作经验,精通HDMI®、DisplayPort 、USB等线缆和连接器测试认证。 谭吉文:GRL测试工程师,在线缆和连接器的认证测试方面有10年的工作经验,是HDMI、USB等线缆和连接器等相关测试认证方面的专家。 聯絡我們了解更多

Published by GRL Team Jul 3, 2023

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