Friday , October 9 2020

USB Type-C/PD Source Power試験のご紹介

はじめに

USB認証試験ではUSB Type-C/PD Source製品のDUT(Device Under Test)に対してType-C Functional、PD(対応の場合)、Type-C IOP(Interoperability)などの試験に加えてType-C/PD Source Power試験の実施が必要です。Type-C/PD Source Power試験ではSource側の給電能力、OCP (Over Current Protection)、PPSなど製品の電源制御について確認します。USB-IFは試験用のTE(Test Equipment)としてQuadraMAX hardware unit(以下、QuadraMAX)を指定しています。今回はSource Power試験の測定内容とQuadraMAXのセットアップ方法を紹介します。

Type-C/PD Source Power試験の測定内容

DUTの仕様により測定項目が異なります。

DUTがType-C(USB PDなし)のみ、またはType-C(USB PDなし)とType-AのSourceポートを含む場合は、すべてのSourceポートを接続して以下のテストを実行します。

  • SPT.1 Load Test

USB PDに対応するSourceポートを1つのみ持つDUTは以下のテストを実行します。

  • SPT.1 Load Test
  • SPT.3 Hard Reset Test
  • SPT.5 Overcurrent Test

USB PDに対応するSourceポートを複数持つDUTは以下のテストを実行します。

  • SPT.1 Load Test
  • SPT.2 Capabilities Test
  • SPT.3 Hard Reset Test
  • SPT.4 GiveBack Test
  • SPT.5 Over Current Test

注:現時点ではSPT.4 GiveBack Testは開発中のためスキップします。

USB PD PPS機能を備えたDUTは、SPT.1~SPT.5を実施のうえで以下のテストも実行します。

  • SPT.6 PPS Voltage Step Test
  • SPT.7 PPS Current Limit Test

DUTが複数のポートを持ち、Shared Capacityの電源設計となっている場合は以下のテストを実行します。

  • SPT.8 Shared Capacity Load Test

注:現時点ではSPT.8 Shared Capacity Load Testは開発中のためスキップします。

QuadraMAXのセットアップ方法

QuadraMAXのハードウェアはUSB-IF e-Storeから購入することが可能です。

Step 1: QuadraMAXアプリのインストール

下記のリンクよりアプリをダウンロード、インストールします。
https://usb.org/usb32tools#anchor_quaddraw

インストールされるアプリは2つあり、QuadDrawが測定用ソフトウェアでQuadraViewはテストログのビューワです。

Step 2: 測定アプリの設定

QuadDrawを起動し測定に必要な設定をします。
・DUTのVIFを読み込む
・DUTとQuadraMAXを接続するType-CケーブルまたはType-Aケーブルの抵抗値を入力する
・Source側の定格出力パワーを入力する(ほとんどの場合、デフォルト値で問題ありません)

Type-Cケーブルの抵抗値は下記のようにQuadraMAXを用いて測定可能です。Type-C ケーブルでQuadraMAXのPort 1とPort 4を接続します。

QuadDrawのウィンドウの左下の領域のCableタブ内にあるEPC.2 IR Drop Testを選択してRunボタンを押します。隣のResultsの欄に測定結果は表示されるので、その抵抗値をSourceタブ内のCable Resistanceの測定ポートのテキストボックスに入力します。

Step 3: 試験実施

Sourceタブをクリックしグリーンのエリア内の測定する項目を選びRunボタンを押して試験を実施します。テストログは自動的に保存されます。

試験中はVbusの電圧や負荷電流をリアルタイムで確認できますが、より詳細に確認したい場合は保存されたログをQuadraViewで開くことで確認できます(以下画像)。

まとめ

Type-C/PD Source Power試験ではSource機器の電源の品質を確認します。負荷時のVbusの電圧が仕様を満たさない、過電流保護が動作しないなどのFail現象がよく見られますので試験仕様をよく確認した上で設計することが求められます。

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