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 隨著usb type-c接口的普及，越來越多的手機(jī)和筆記本電腦都支持通過C接口輸出視頻。這個小巧而精密的接口，大有把傳統(tǒng)的HDMI和DisplayPort接口取而代之的架勢。特別是usb4的推出，更是為usb type-c接口一統(tǒng)有線接口形態(tài)奠定了基礎(chǔ)。

在這樣的背景下，顯示器和電視機(jī)采用usb type-c接口就成為了必然。那么怎樣來設(shè)計基于usb-c接口的顯示器和電視機(jī)才能具有更好的兼容性，并通過認(rèn)證呢？下面讓我們來抽絲剝繭的對顯示器過渡到usb type-c接口的設(shè)計過程進(jìn)行闡述。

第一種形態(tài)，單usb-c接口的便攜顯示器。

在USB-IF協(xié)會發(fā)布usb type-c標(biāo)準(zhǔn)后，第一個推出該接口顯示器的廠商是華碩。

圖1在CES 2016上發(fā)布的全球首款usb type-c便攜式顯示器

華碩沒有選擇在原有的臺式顯示器上推出首款usb type-c顯示器，而是特立獨行的推出了便攜式的顯示器來搭配最先進(jìn)的C接口。這似乎是為了完全突出usb type-c接口既能夠傳輸功率又能夠傳輸視頻的特性而生的一款產(chǎn)品，完美的詮釋了一根usb type-c線搞定所有傳輸?shù)脑O(shè)計初衷。這個產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)圖如下：

圖2單usb type-c接口顯示器的結(jié)構(gòu)框圖

這種便攜顯示器，只需要一顆USB PD控制芯片，類似LDR6023M或者LDR6282即可實現(xiàn)功率和電源的同步傳輸。對于輕便的便攜式顯示器來說，這種技術(shù)架構(gòu)最合適不過了。

第二種形態(tài)，單usb-c接口，同時具有HDMI/USB擴(kuò)展和直流/交流供電的臺式顯示器。

這是桌面式顯示器的典型形態(tài)，整個顯示器通過直流圓口獲得24V/3A的大功率輸入，或者是交流電輸入，內(nèi)置大功率AC/DC變換電路。這種顯示器的電源，除了為顯示器自身供電外，還可以為通過usb-c接口接入到顯示器手機(jī)或者筆記本電腦提供30W~40W左右的功率輸出，像極了蘋果具有MAGSAFE電源輸出的顯示器。

圖3 Dell推出單usb type-c接口顯示器最大輸出90W功率

Dell這款U2720QM就比較霸氣了，usb type-c接口除了可以傳輸4k高清視頻外，還可以提供最高90W的輸出功率給外接usb-c設(shè)備。這類顯示器的技術(shù)架構(gòu)如下圖所示：

圖4單usb-c接口臺式顯示器的接口控制芯片LDR6282/LDR6290/LDR6023D

從圖中可以看出，USB PD主控芯片，例如LDR6282、LDR6023D、LDR6290等，都能夠同時控制usb-c接口和電源模塊。使得電源模塊和USB-C控制模塊完美配合，解決usb-c接口顯示器所需要的各種復(fù)雜功能。

第三種形態(tài)，獨立功能的雙usb-c接口 +一個HDMI接口的顯示器。

這種顯示器具有雙usb-c接口，但是兩個口的功能不同，其中一個口是全功能的口，可以用來傳輸視頻信號以及電源功率。另外一個口，只能夠用來傳輸功率信號，不可用于傳輸視頻信號。實際上相當(dāng)于把顯示器常用的圓形直流供電口修改為usb-c供電口。此類顯示器的線路結(jié)構(gòu)簡單，特別適合于低成本的便攜式顯示器。

圖5非全功能雙usb-c接口顯示器電路結(jié)構(gòu)框圖

第四種形態(tài)，雙全功能usb-c接口+ HDMI接口的顯示器(俗稱雙盲插usb-c顯示器)。

這種顯示器具有更為先進(jìn)的技術(shù)。兩個usb-c接口都是全功能的，既可以傳輸電源功率，又可以傳輸視頻信號。還可以實現(xiàn)兩個usb-c接口之間的功率互傳。從任一usb-c接口輸入進(jìn)來的電源功率，在保留了足夠的功率作為顯示器自身的電源供應(yīng)后，富余的功率，都可以通過另外一路usb-c接口，傳輸給智能設(shè)備。由于不再需要記住兩個usb-c接口的區(qū)別，可以任意插入。這種usb-c顯示器，又被形象的稱為雙盲插usb-c接口顯示器。

這種顯示器設(shè)計架構(gòu)，既可用于便攜式顯示器，也可用于臺式顯示器。對于便攜顯示器市場，雙全功能usb-c接口，毫無疑問是消費者的最佳選擇。因為便攜顯示器插拔接口的操作會比較頻繁，如果需要區(qū)分兩個外觀完全相同的接口的功能，消費者會不勝其煩。即便是對于臺式顯示器，考慮到未來所有電源適配器都將統(tǒng)一到usb-c接口，提前布局為通過usb-c接口供電，也是產(chǎn)品規(guī)劃中非常有前瞻性的策略。

圖6CF011XPRO雙全功能usb-c接口+HDMI接口的顯示器

顯然，要實現(xiàn)這么復(fù)雜功能的雙全功能usb-c接口顯示器，內(nèi)部電路也是相對比較復(fù)雜的。通過對具有這類功能的主流顯示器的拆解，我們發(fā)現(xiàn)了實現(xiàn)這一功能的核心，是一顆名為LDR6282的芯片。這顆芯片能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個usb-c接口的電源和數(shù)據(jù)通路管理。完美解決雙usb-c全功能實現(xiàn)時，各種復(fù)雜的兼容性問題。以下是LDR6282的應(yīng)用電路圖。

圖7雙全功能usb-c接口(雙盲插)顯示器的參考電路框圖

第五種形態(tài)，3個usb-c接口實現(xiàn)畫中畫功能，以及usb-c視頻菊花鏈功能。

3個usb-c接口顯示器形態(tài)，目前來說還是比較罕見的。但是考慮到未來多屏互動以及顯示擴(kuò)展的應(yīng)用，這個技術(shù)還是值得研究和開發(fā)的。我們也確實找到了一個3個usb-c接口顯示器的實現(xiàn)方案，供需要的朋友參考。

圖8三個usb-c接口的顯示器設(shè)計從結(jié)構(gòu)框圖我們可以看出，其實，3個usb-c接口的其中兩個usb-c接口，功能與第四種形態(tài)是相同的。多出來的第三個usb-c接口非常有價值。它可以作為一個大功率的電源輸入，從而讓另外兩個usb-c接口都可以接入智能設(shè)備，并實現(xiàn)畫中畫的功能。它也可以作為一路視頻菊花鏈輸出，進(jìn)行多屏幕擴(kuò)展。這種應(yīng)用場景，具有非常豐富的想象空間。

來源：充電頭網(wǎng)