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乐得瑞推出多款usb type-c接口方案,显示器和电视机专用

2021-03-05
862次

随着usb type-c接口的普及,越来越多的手机和笔记本电脑都支持通过C接口输出视频。这个小巧而精密的接口,大有把传统的HDMI和DisplayPort接口取而代之的架势。特别是usb4的推出,更是为usb type-c接口一统有线接口形态奠定了基础。

在这样的背景下,显示器和电视机采用usb type-c接口就成为了必然。那么怎样来设计基于usb-c接口的显示器和电视机才能具有更好的兼容性,并通过认证呢?下面让我们来抽丝剥茧的对显示器过渡到usb type-c接口的设计过程进行阐述。

种形态,单usb-c接口的便携显示器。

在USB-IF协会发布usb type-c标准后,个推出该接口显示器的厂商是华硕。

图1在CES 2016上发布的全球usb type-c便携式显示器

华硕没有选择在原有的台式显示器上推出usb type-c显示器,而是特立独行的推出了便携式的显示器来搭配更先进的C接口。这似乎是为了完全突出usb type-c接口既能够传输功率又能够传输视频的特性而生的一款产品,完美的诠释了一根usb type-c线搞定所有传输的设计初衷。这个产品的功能结构图如下:

图2单usb type-c接口显示器的结构框图

这种便携显示器,只需要一颗USB PD控制芯片,类似LDR6023M或者LDR6282即可实现功率和电源的同步传输。对于轻便的便携式显示器来说,这种技术架构最合适不过了。

第二种形态,单usb-c接口,同时具有HDMI/USB扩展和直流/交流供电的台式显示器。

这是桌面式显示器的典型形态,整个显示器通过直流圆口获得24V/3A的大功率输入,或者是交流电输入,内置大功率AC/DC变换电路。这种显示器的电源,除了为显示器自身供电外,还可以为通过usb-c接口接入到显示器手机或者笔记本电脑提供30W~40W左右的功率输出,像极了苹果具有MAGSAFE电源输出的显示器。

图3 Dell推出单usb type-c接口显示器更大输出90W功率

Dell这款U2720QM就比较霸气了,usb type-c接口除了可以传输4k高清视频外,还可以提供更高90W的输出功率给外接usb-c设备。这类显示器的技术架构如下图所示:

图4单usb-c接口台式显示器的接口控制芯片LDR6282/LDR6290/LDR6023D

从图中可以看出,USB PD主控芯片,例如LDR6282、LDR6023D、LDR6290等,都能够同时控制usb-c接口和电源模块。使得电源模块和USB-C控制模块完美配合,解决usb-c接口显示器所需要的各种复杂功能。

第三种形态,独立功能的双usb-c接口 +一个HDMI接口的显示器。

这种显示器具有双usb-c接口,但是两个口的功能不同,其中一个口是全功能的口,可以用来传输视频信号以及电源功率。另外一个口,只能够用来传输功率信号,不可用于传输视频信号。实际上相当于把显示器常用的圆形直流供电口修改为usb-c供电口。此类显示器的线路结构简单,特别适合于低成本的便携式显示器。

图5非全功能双usb-c接口显示器电路结构框图

第四种形态,双全功能usb-c接口+ HDMI接口的显示器(俗称双盲插usb-c显示器)。

这种显示器具有更为先进的技术。两个usb-c接口都是全功能的,既可以传输电源功率,又可以传输视频信号。还可以实现两个usb-c接口之间的功率互传。从任一usb-c接口输入进来的电源功率,在保留了足够的功率作为显示器自身的电源供应后,富余的功率,都可以通过另外一路usb-c接口,传输给智能设备。由于不再需要记住两个usb-c接口的区别,可以任意插入。这种usb-c显示器,又被形象的称为双盲插usb-c接口显示器。

这种显示器设计架构,既可用于便携式显示器,也可用于台式显示器。对于便携显示器市场,双全功能usb-c接口,毫无疑问是消费者的更佳选择。因为便携显示器插拔接口的操作会比较频繁,如果需要区分两个外观完全相同的接口的功能,消费者会不胜其烦。即便是对于台式显示器,考虑到未来所有电源适配器都将统一到usb-c接口,提前布局为通过usb-c接口供电,也是产品规划中非常有前瞻性的策略。

图6CF011XPRO双全功能usb-c接口+HDMI接口的显示器

显然,要实现这么复杂功能的双全功能usb-c接口显示器,内部电路也是相对比较复杂的。通过对具有这类功能的主流显示器的拆解,我们发现了实现这一功能的核心,是一颗名为LDR6282的芯片。这颗芯片能够实现对两个usb-c接口的电源和数据通路管理。完美解决双usb-c全功能实现时,各种复杂的兼容性问题。以下是LDR6282的应用电路图。

图7双全功能usb-c接口(双盲插)显示器的参考电路框图

第五种形态,3个usb-c接口实现画中画功能,以及usb-c视频菊花链功能。

3个usb-c接口显示器形态,目前来说还是比较罕见的。但是考虑到未来多屏互动以及显示扩展的应用,这个技术还是值得研究和开发的。我们也确实找到了一个3个usb-c接口显示器的实现方案,供需要的朋友参考。

图8三个usb-c接口的显示器设计从结构框图我们可以看出,其实,3个usb-c接口的其中两个usb-c接口,功能与第四种形态是相同的。多出来的第三个usb-c接口非常有价值。它可以作为一个大功率的电源输入,从而让另外两个usb-c接口都可以接入智能设备,并实现画中画的功能。它也可以作为一路视频菊花链输出,进行多屏幕扩展。这种应用场景,具有非常丰富的想象空间。

来源:充电头网

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