USB Type-C PD協議一文通

原文：https://www.richtek.com/Design%20Support/Technical%20Document/AN056?sc_lang=zh-TW
譯者：TrustZone

1、概述

USB Type-C標準的出現是為了滿足不斷增長的現代設備之間的連接需要，它在傳統USB標準的基礎上提供了更高的電源傳輸能力和資料傳輸速度，重新設計的連接器體積更小、使用起來更方便。

表1將舊有的USB標準和USB Type-C標準放在一起進行了比較。

展開看兩個圖：

插座

插頭

從表1資訊可以看出USB Type-C標準具有一些新的特性：

USB –Type-C插頭是可反轉使用的，任一方向插入均可；無論怎樣插入，電源的連接都是正確的。由于插座上含有兩組連在一起的數據線D+/D-，所以插頭以任意方向插入時數據線都是連通的。

用于高速通信用的TX/RX不能被連接在一起，所以CC線被用作對電纜的插入方向進行標識，并經由硬體線路對TX/RX進行路由，確保配置正確。

圖1顯示的是USB Type-C插座和電纜插頭的引腳配置。

USB Type-C標準相對于舊標準的另一個不同點是它引入了雙角色能力。每根USB Type-C電纜的兩端都是完全等同的，這就意味著連接起來的兩臺設備必須相互進行溝通以確定自己應作為主機還是外設而存在。

角色的溝通需針對數據和電源分別進行，此工作在電纜接通之后就要進行。用于數據通訊的主機端口被稱為下行端口 (Downstream Facing Port, DFP)，外設端口被稱為上行端口 (Upstream Facing Port, UFP)。

而電源方面，供電端被稱為source端 (Source)，耗電端被稱為sink端 (Sink)。

有的設備既可以有數據上的雙角色 (Dual Roles of Data, DRD) 能力，又具有電源上的雙角色 (Dual Roles of Power, DRP) 能力。CC線在兩臺設備連接期間能起到定義電源角色的作用。

USB Type-C系統帶來的另一個好處是較高的供電能力。傳統的USB電纜只容許提供2.5W功率，USB Type-C電纜則容許提供高達5V/3A即15W的最大功率；如果采用了電源傳輸 (Power Delivery, PD) 協議，電壓電流指標就可以提升到20V/5A即100W的最大功率，這就容許通過USB端口為大型設備如監視器等設備供電，也容許對含有大型電池包的筆記本電腦等設備進行充電。

新的USB PD 3.0協議還支持可編程電源 (Programmable Power Supply, PPS) 協議，容許對總線電壓和電流進行精確調節，而電壓則可以低于5V。利用這樣的協議，使用可調的總線電壓對電池進行直接充電的高效直充系統就成為可能，這時的總線電壓可以低達3V。

標準的Type-C電纜額定的負載能力是3A，當更高的電流出現時，含有電子標簽的電纜就必須被使用了，其中的電子標簽可經CC線對電纜的能力進行標識。電子標簽需要的電源供應是5V的，可用CC線經由電纜的VCONN向其提供。

經由TX/RX線對提供的10Gbps高速通訊能力使得原來須由專用電纜提供的通訊如HDMI / DisplayPort/Thunderbolt等經由USB電纜進行傳輸成為了可能，4k的高清視頻信號傳輸也完全沒有問題。使高清HDMI信號經由USB Type-C電纜傳輸的應用需要將電纜的數據線進行特殊的配置，這被稱為替代模式 (Alternate Mode)。

下面的圖片給出了一些USB Type-C應用的例子，與之相關的立锜IC出現在其中。

圖2顯示的是典型的手機快充解決方案，其中的電源適配器可以根據手機充電電路的需要提供5V、9V、15V、20V等可調的USB總線電壓。

圖3顯示的應用與圖2差不多，但是加入了USB PD 3.0支持的可編程電源功能，總線電壓可在很寬的范圍內進行精確調節。由于經過擴展以后的總線電壓可以低達3V，直充的概念已經可以實施，VBUS可以和電池直接連接起來，USB PD 3.0協議可對電池電壓和電流進行精確調節。

在圖4顯示的車載充電應用中，車輛電池的供電被轉換為5V或9V以滿足手機電池管理芯片的要求，而手機也可通過數據鏈接向車輛娛樂系統提供音頻等數據。

當需要向大型設備如筆記本電腦等供電時，需要使用較高的總線電壓。圖5所示的是從車輛電源提供90W功率給筆記本電腦的解決方案，其中用到了Buck-Boost轉換器。由于筆記本電腦需要較高的總線電壓，必須使用USB PD協議。由于電流需要高達4.5A，所用電纜也必須是使用了電子標簽的主動式線纜。

支持USB電源傳輸協議的電腦顯示器可以像圖6所示的那樣為筆記本電腦提供電源供應，它也同時通過同一根電纜的替代模式接收需要顯示的數據信息。

圖7示范了一個電源供應站的樣子，它可以連接多臺設備，向它們提供電源，并且完成它們之間的數據路由工作。

了解了USB Type-C接口以后，便知道會存在將其它端口與之連接起來的需要。圖8顯示的是一個USB Type-C和HDMI接口之間的轉換電纜，它的總線電壓總是5V的，其電路部分可直接從總線上獲取電源供應。

2、USB Type-C標準進行數據和電源配置的方法

1、數據傳輸

未扭轉、未翻轉的直接連接
圖9顯示的是電纜未扭轉、插座未翻轉時的連接狀態。從左測的插座到右側的插座，RX1線對連接到TX1線對，RX2線對連接到TX2線對；D+與D+連接，D-與D-連接，SBU1與SBU2連接，CC1經由CC線與CC1連接。

USB 3.1僅需使用兩對數據線，在此方案中，高速數據經由RX1+/-和TX1+/-從一端傳遞到另一端。

電纜兩端的VCONN是不需要連通的。為電纜中電子標簽IC供電的VCONN來自電纜的一端，它在電子標簽芯片被確定存在于電纜中即被提供。

??圖10：電纜扭轉以后的連接??

在插座位置不變的情況下，將電纜扭轉以后的連接狀態顯示在圖10中。

在這種情形下，從左測的插座到右側的插座，RX1線對連接到TX2線對，RX2線對連接到TX1線對，D+仍然連接到D+，D-仍然連接到D-，SBU1連接到SBU1，SBU2連接到SBU2，CC1經由CC線連接到CC2。現在，高速數據經由左側的RX1+/-和TX1+/-到右側的RX2+/-和TX2+/-進行傳輸。

總共有4種可能的連接方式：插座翻轉或不翻轉，電纜扭轉或不扭轉。

在USB 3.1的系統中，RX/TX數據線需要使用多路復用器（Mux）針對各種可能的電纜連線狀態對RX/TX線的連接狀態進行配置，使得正確的通訊連接能夠形成。圖11顯示了USB Type-C端口之間數據線的路由可能性。通過測量每個端子上CC1/2的狀態即可了解電纜和插座的方向，CC邏輯控制器可據此完成多路復用器的路由配置。此配置既可在多路復用器內部完成，也可能在USB芯片組中進行。

圖11

2、電源傳輸

不含電源傳輸協議的 USB Type-C 電源傳輸?

在不采用電源傳輸協議的USB Type-C接口中，電源從source端傳輸到sink端的方法如圖12所示。

??電源角色、電纜方向與電流供應能力的確定??

USB Type-C的source端總是包含有一個用于接通/關斷VBUS的MOSFET開關，它也可能具有VBUS電流的檢測能力，其主要作用是對過流狀況進行檢測，另外還會含有VBUS的放電電路。CC1和CC2的檢測電路在source端和sink端都會存在。

CC線的作用與初始狀態??

CC線（通道配置線，Channel Configuration）的作用是對兩個連接在一起的設備進行電源供應的配置。初始情況下，USB Type-C接口的VBUS上是沒有電源供應的。系統需要在電纜連線期間進行設備角色的定義：

插座上的CC線被上拉至高電平的設備將被定義為電源供應者即source端（Source）。
而被下拉至低電平的設備將被定義為電源消費者即sink端（Sink）。

圖13

電源角色、電纜方向與電流供應能力的確定
圖13顯示出了確定電源供求角色、電纜方向和電流供應能力的方法。

source端的CC1和CC2通過電阻Rp被拉高。在沒有連接任何設備時，被監測端持續監測的CC1/CC2總是處于高電平。
一旦sink端接入，CC1或CC2的電壓就被sink端下拉電阻Rd拉低了。
由于電纜中只有一條CC線連接，source端可以根據哪個CC端子（CC1或CC2）的電壓被拉低，來分辨電纜的連接方向（即哪個CC端子被使用）。
sink端也在監測其CC1/CC2的電壓。一旦發現某條CC線被拉高了（電壓高于其下拉狀態），根據該拉高電壓的電平值，sink端就能判斷出source端的電流供應能力。
上拉電阻Rp可用電流源代替。這在集成電路中很容易實現，并且可以不受source端電源電壓（如5V）偏差的影響。

電流能力等級
sink端的下拉電阻Rd的定義值是5.1k?，因此CC線上的電壓是由source端上拉電阻Rp的值（或電流源的電流值）決定的。已經定義的總線電流能力有3檔：

最低的CC線電壓（大約0.41V）：對應的是默認的USB電源規格（USB 2.0的500mA或USB 3.0的900mA）。
較高的CC線電壓（大約0.92V）：對應的電流能力是1.5A。
假如CC線電壓為大約1.68V：對應最大的電流供應能力為3A。相關資料可參照圖14。

圖14

??測量案例??

圖15示范了一個具體測量案例：電源供應端（source端）被連接到了電源消費端（sink端），使用了普通的USB Type-C電纜。

圖15

最初，source端插座上的CC1和CC2都被電阻Rp上拉至高電平（如5V）。
sink端插座上的CC1和CC2都被下拉電阻Rd下拉至低電平（0V）。
電纜接通以后，根據電纜的插入方向（本例中電纜未扭轉），source端的某一個CC端子（如CC1）與sink端的對應CC端子（CC1）會通過電纜的CC線相連。
此時，在sink端的CC1上會測量到一個由Rp和Rd分壓產生的電壓。
在該案例中，接通后的CC1電壓大約是1.65V，這意味著source端最大能供應3A電流。
CC線的連接狀態被確定（包括方向和電流能力）以后，source端才會將VBUS上的5V電源接通。

基本限制： 在不含電源傳輸協議的系統中，總線上的電流供應能力確實由Rp/Rd分壓關系確定，但source端只會提供5V固定電壓。

??引入電源傳輸 (PD) 協議????

引入電源傳輸（Power Delivery, PD）協議以后：

電壓提升： USB Type-C系統的總線電壓可以增加到最高20V。
通信機制： source端和sink端之間關于總線電壓和電流的協商，通過在CC線上傳輸串行的BMC（雙相標記碼，Bi-phase Mark Code）編碼來完成。
系統框圖： 包含PD協議的USB Type-C系統從source端到sink端的系統框圖如圖16所示。

圖16

source端變化：

source端內部包含了一個受其PD控制器控制的電壓轉換器（Voltage Converter）。
根據輸入電壓條件和最高總線電壓需求，該電壓轉換器可以是降壓（Buck）、升壓（Boost）、升降壓（Buck-Boost）或反激式（Flyback）轉換器。
通過CC線進行的PD通信也由PD控制器管理。
USB PD系統還需要有一個開關，用于將VCONN電源切換到一條空閑的CC線上（用于為電纜電子標簽IC供電）。

當電纜連接建立好以后，PD協議的SOP（起始數據包，Start of Packet）通信就開始在CC線上進行，以選擇電源傳輸的規格（sink端申請較高總線電壓的案例見圖17）：

圖17示範的是sink端的PD控制器申請一個較高的匯流排電壓的例子。

PD協商流程 (圖17示例：申請更高電壓)

能力詢問： sink端（Sink）會首先向其PD控制器發出請求（Request），詢問source端能夠提供哪些電源配置參數（稱為Source Capabilities）。這些參數包含不同的可用總線電壓和對應的電流范圍。
能力提供： source端（Source）的PD控制器收到請求后，通過消息提供它的能力數據信息（Source Capabilities）。
參數選擇與請求：
- sink端的PD控制器將source端的能力信息傳遞給sink端的嵌入式系統控制器（例如，與電池充電管理系統相關的控制器）。
- 嵌入式系統控制器根據系統需求（如需要給電池快速充電，要求更高的總線電壓如15V或20V）確定所需的電源參數。
- sink端PD控制器從source端提供的能力列表中選擇一套合適的電源配置參數（電壓/電流組合），并向source端發出一個請求該配置的消息（Request）。
請求接受與電壓調整：
- source端PD控制器接受這個請求（Accept）。
- source端PD控制器指示電壓轉換器開始工作，將總線電壓調整到請求的新參數值（如從5V升到15V）。
- 在總線電壓變化期間，sink端PD控制器會命令其系統將電流消耗保持盡可能小（以避免損壞）。
- source端提升或降低總線電壓的過程是按照定義好的電壓爬升/下降速度（Slew Rate）來進行的。
電壓穩定與準備就緒：
- 總線電壓達到目標值后，source端PD控制器會等待一段時間讓總線電壓穩定下來。
- 然后，source端PD控制器發出一個**“電源準備就緒”**（PS_RDY）信號。
- 此時，sink端PD控制器收到信號，通知其系統可以安全地增加電流消耗到正常水平了。
電壓降低請求： 當sink端需要降低總線電壓（例如設備進入待機或準備斷開連接）時，會發起類似的通信過程（上述步驟3-5）。
快速放電： 在總線電壓下降期間，source端會啟動一個分流電路（或通過其他主動放電機制），使總線電壓快速、可控地降低到目標值（如下降到5V）。達到目標值并穩定后，source端PD控制器也會發出PS_RDY信號。

安全機制與初始狀態：

這樣的通信方法確保了總線上的任何電源變化都在source端和sink端雙方的能力和控制范圍內，避免了不可控的狀況（如過壓、浪涌電流）。
當Type-C電纜被斷開時，source端會立即關斷VBUS總線電源。
任何新建立的連接都必須重新進行電纜連接檢測。
新連接建立時，總線電壓總是從安全的5V開始。這有效防止了在接通連接時，一臺設備上的高電壓意外沖擊另一臺設備。

PD 通信協議：BMC 編碼
USB PD通信使用的是雙相標記碼 (Bi-phase Mark Code, BMC)：

這是一種在單線（CC線）上傳輸數據的編碼方案。
數據傳輸規則：
- 傳輸數據位 1 時，必須在該比特位的持續時間內發生一次信號翻轉（從高電平到低電平，或從低電平到高電平）。
- 傳輸數據位 0 時，在該比特位的持續時間內信號電平保持不變（保持高電平或低電平）。
數據包結構 (圖18)： 每個有效的USB PD數據包都包含以下部分：
- 前置碼 (Preamble)： 由交替的0和1組成（用于接收端時鐘同步）。
- 報文起始碼 (Start of Packet, SOP)： 特定的比特序列，標志一個數據包的開始。
- 報文頭 (Header)： 包含消息類型（如能力、請求、接受等）、數據長度等信息。
- 數據對象 (Data Objects)： 實際承載信息的有效數據部分（如Source Capabilities信息、Request參數等）。
- CRC循環冗余校驗碼 (Cyclic Redundancy Check)： 用于檢測傳輸過程中是否出現錯誤。
- 報文結束碼 (End of Packet, EOP)： 特定的比特序列，標志該數據包的結束。

圖18

圖19展示了一次要求總線電壓升高的PD通信波形（從初始建立到SOP后通信細節逐步展開的過程）。在最后展開的波形中，可以清晰地看到前置碼的交替01序列。

圖19

BMC解碼： BMC編碼的通信數據需要專門的USB PD解碼器進行解析。
Ellisys EX350： Ellisys的EX350協議分析儀就是這樣的設備。
工具功能：
- 捕獲并記錄完整的PD通信過程。
- 對捕獲到的BMC數據進行實時解碼，顯示每個數據包的內容和意義（例如，解析出source端發送的能力列表內容、sink端發送的具體請求參數）。
- 將解析出的PD通信事件與時間相關聯的其他數據同步顯示。如圖20所示，這包括：
  - 總線電壓值（VBUS）隨時間的變化曲線（尤其在電壓切換期間明顯可見）。
  - CC線上實際捕獲的BMC通信原始波形。
  - 其他相關信息，提供對USB PD系統行為的完整分析視角。

圖20

3、電源配置清單

圖21

USB PD 3.0 規范定義了下列電源配置清單：

有 4 個獨立的電壓值是預先定義好的：5V、9V、15V 和 20V。

對于 5V、9V 和 15V，最大電流均為 3A。
在 20V 配置中：
- 若使用普通電纜，最大容許輸出為 20V/3A（60W）；
- 若使用含電子標簽（e-Marker）的特制電纜，輸出可達 20V/5A（100W）。
  ??+ 兼容性要求??：支持最高電壓/功率等級的設備必須同時支持所有較低等級的電壓和功率。

4、含有電子標簽的電纜

USB Type-C規范定義了各種不同規格的電纜：

??低速USB 2.0電纜??：無特殊要求，僅需電流承載能力達3A。
??支持超高速數據傳輸的USB 3.1電纜??或??電流承載能力超過3A的電纜??：必須使用電子標簽進行標識。

圖22所示的電纜中含有IC（電子標簽芯片），其作用是對電纜特性進行標識。這種智能電纜也可能包含用于信號整形的IC，二者均需從電纜的VCONN端子獲取電源供應。

圖22

含有電子標簽IC的電纜中，??VCONN線上均配置1kΩ下拉電阻（Ra）??，該阻值小于sink端典型值5.1kΩ的電阻（Rd）。當此類電纜插入時：

source端會觀察到??CC1和CC2電壓同時下降??。
根據具體電壓值，主機可判斷：
- ??哪個端子被sink端的5.1kΩ電阻（Rd）下拉?? → 標識sink端位置
- ??哪個端子被電纜的1kΩ電阻（Ra）下拉?? → 標識電子標簽存在
由此??精準判定電纜插入方向??。

Ra的下拉作用同時向source端表明：??需通過CC線提供5V VCONN電源??，以滿足電子標簽芯片的供電需求。

??圖23?? 展示了一個測試案例：電源供應端（source端）通過含電子標簽的??扭絞狀態電纜??連接電源消耗端（sink端）。

圖23

若 Source CCx電壓 ≈ 0.7V → 連接Ra (電子標簽端)  
若 Source CCx電壓 ≈ 2.9V → 連接Rd (sink端)

5、電源的雙重角色

部分USB Type-C設備既可作為電源供應端（source端），也可作為電源消耗端（sink端），這類設備被稱為??支持雙重角色的設備（Dual Role for Power, DRP）??。

圖24

??初始狀態??：在未連接時，DRP設備的CC1和CC2端子會??周期性高低電平交替變換??（持續探測連接狀態）。
??連接觸發??：當兩臺DRP設備互連后，雙方的CC端子電平狀態會同步改變（如圖24所示）。

在此次連接事件中：

??左側DRP設備?? 被協商為source端（Source）
??右側DRP設備?? 被協商為sink端（Sink）

注：角色分配可能反轉，除非其中一臺設備已預設優先級（例如：外接電源適配器供電的設備默認source端優先，電池供電的設備默認sink端優先）。

??圖25??展示了連接期間的??動態角色切換??過程：當任意一臺DRP設備發起角色切換請求時，雙方可重新協商電源角色（如從source端?sink端互換）。

??圖25??

3、幾個可能會迷惑的問題

1、USB PD系統中??將VCONN電源切換至一條CC線上是什么目的？

USB PD系統中將VCONN電源切換至一條CC線上的開關設計（如圖16所示）主要有以下核心目的：

1. 為電子標簽線纜（e-Marked Cable）供電

背景需求：
支持高功率（>3A/20V）或高速數據的Type-C線纜必須內置電子標簽芯片（e-Marker），存儲線纜規格參數（最大電流、電壓、數據傳輸能力等）。
供電問題：
e-Marker芯片需要**+5V獨立電源**工作，但線纜本身無供電能力。
解決方案：
- 源端通過空閑的CC線（非通信的那一條）輸出VCONN (+5V)
- 開關作用： 動態選擇未用于BMC通信的CC線（如CC1通信時，開關將VCONN切至CC2）

2. 解決線纜正反插的物理兼容性

Type-C接口特性：
線纜支持正反插入（無方向性），導致每次連接時實際用于通信的CC線隨機變化（可能是CC1或CC2）。
開關必要性：
- 實時檢測通信占用的CC線（通過CC引腳邏輯狀態）
- 自動切換VCONN至另一條空閑的CC線
  → 確保e-Marker芯片在任何插入方向下都能獲電

3. 避免干擾BMC通信

沖突風險：
若VCONN誤接在正在傳輸BMC協議的CC線上，+5V電壓會淹沒通信信號。
開關隔離機制：
- 邏輯控制模塊（圖中 Logic & CC pin detection）實時監控CC線狀態
- 只對無通信活動的CC線加載VCONN電壓
  → 保障PD協商的可靠性

4. 支持替代模式（Alternate Mode）

拓展功能：
當CC線用于傳輸非USB協議（如DisplayPort Alt Mode）時，e-Marker芯片需保持工作以協調模式切換。
獨立供電保障：
開關機制確保非USB模式下VCONN仍能供電，維持線纜的智能管理能力。

技術實現圖示解讀（對應圖16）

        USB-PD Source┌───────────────────────┐
VCONN ─┤  Logic & PD Controller├─┐
(+5V)  │ (含動態切換開關)       │ │└───┬───────────┬───────┘ │Rp         Rp         ││          │         │┌─┴─┐      ┌─┴─┐       │
VBUS ─────┤CC1├──────┤CC2├───────┘  └─┬─┘      └─┬─┘        │          │          ┌─┴─┐      ┌─┴─┐        
Type-C ───┤CC1├──────┤CC2├───────┐ 
Cable     └─┬─┘      └─┬─┘       │ Rd         Rd         │┌────┴──────┐   │         ││e-Marker   ├───┘         ││(線纜芯片) │←──────────────┘└───────────┘

關鍵點：

當CC1用于BMC通信 → 開關將VCONN切至CC2 → 為e-Marker供電
當CC2用于BMC通信 → 開關將VCONN切至CC1

總結：VCONN開關的核心價值

賦能智能線纜：為e-Marker芯片提供通用供電方案，解鎖高功率/高速數據傳輸。
動態適配方向：解決物理接口無方向性帶來的不確定性。
隔離通信干擾：確保PD協商與e-Marker供電互不沖突。
擴展應用場景：支撐Alt Mode等高級功能的基礎設施。

此設計是USB PD大功率化和智能化的基石，直接決定了Type-C接口「一線通」能力的可靠性。

2、圖16

根據您提供的圖16信息及USB PD系統原理，以下是詳細解析：

圖16：USB PD系統架構解析（source端 → 線纜 → sink端）
1. USB-PD Source（source端）

電壓調節器 (Voltage Regulator)
- 輸入： Vin（寬范圍輸入電源，如12V/19V適配器）
- 輸出： 5-20V 可調電壓（受PD控制器動態控制）
- 拓撲選擇：
  - Buck（降壓）：輸入電壓 > 目標電壓
  - Boost（升壓）：輸入電壓 < 目標電壓（如5V升到9V）
  - Buck-Boost（升降壓）：輸入/輸出關系不固定
  - 反激（Flyback）：隔離式高功率方案
- 控制信號： Vout control（來自PD控制器指令）
VBUS控制模塊
- MOSFET開關： VBUS ON/OFF
  - 根據CC檢測結果導通/關斷VBUS
- 電流檢測 (Current Sense)：監控VBUS電流，觸發過流保護
- 放電電路 (Discharge)：斷開時快速泄放VBUS電荷（安全必需）
PD通信與控制
- 邏輯與CC檢測 (Logic & CC pin detection)：
  - 監測CC1/CC2電壓，識別線纜方向與sink端電流需求
  - 控制Rp上拉電阻（或電流源）
- PD控制器 (PD Communication)：
  - 通過CC線收發BMC編碼協議數據
  - 解析sink端請求，向電壓調節器發送Vout control指令
  - 管理VCONN電源（切換至空閑CC線，供電子標簽IC用電）
系統控制器 (System Controller)
- 協調PD控制器、電壓調節器、安全策略（如溫度保護）
- 與設備主系統交互（如筆記本EC控制芯片）

2. Type-C線纜關鍵設計

供電線路：
- VBUS：傳輸5-20V可調電源
- GND：回路
通信與配置線路：
- CC1/CC2：傳遞BMC協議數據（協商電壓/電流）
- VCONN：source端通過空閑CC線輸出+5V，供電給電纜eMarker芯片
數據線未顯示：暗示本圖聚焦電力傳輸（替代模式需額外配置）

3. USB-PD Sink（sink端）

電源接收模塊
- VBUS：接收5-20V輸入電源
- 電流檢測 (Current Sense)：監控本地負載電流
PD通信與控制
- 邏輯與CC檢測 (Logic & CC pin detection)：
  - 通過Rd下拉電阻（5.1kΩ）標識sink端身份
  - 檢測CC電壓判斷source端供電能力（Rp/Rd分壓：0.41V/0.92V/1.68V）
- PD控制器：
  - 向source端發送電源請求（如"需15V/3A"）
  - 解析source端回復的能力列表（Source Capabilities）
系統控制器 (System Controller)
- 根據設備需求決策電源規格（如電池管理器要求20V快充）
- 在VBUS電壓切換期限制電流（安全協作）