USB Type-Cの電源制御ってどうやっているの？：Q&Aで学ぶマイコン講座（93）（1/10 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、中級者の方からよく質問される「USB Type-Cの電源制御方法」についてです。

[小谷豊（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

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　素朴な疑問から技術トラブルなどマイコンユーザーのあらゆる悩みに対し、マイコンメーカーのエンジニアが回答していく連載「Q＆Aで学ぶマイコン講座」。

　今回は、中級者から多く寄せられる質問です。

　USB Type-Cは、給電側（ソース）／受電側（シンク）がどちらも同じ形状のコネクターですが、どのように違いを判断しているのでしょうか？　また、5V以上の電圧を出力する際、どのように制御されているのでしょうか？

　マイコンでUSB Type-Cを使用して電力供給を制御する場合、どのようにすればよいのでしょうか？

　USB Type-CとPower Delivery（PD）の仕様により、USB Type-Cポートを搭載した機器では、5V／9V／15Vで最大3A、20Vで最大5A、最大100Wの電力供給を行うことができます。

　USB Type-CとPDでは、CCラインのプルダウン／プルアップ抵抗による判別により、ソース／シンクを判断します。また、5Vを超える電圧を供給する場合、USB PDに準拠した通信手順が必要になります。この場合、ソースからシンクに対して、ソースから供給可能な電圧／電流の構成を通知します。シンクからソースに供給してほしい電源構成を要求した後、ソースは要求された電源構成に基づき、VBUS端子に供給する電源を変更します。

　USB Type-Cの電源制御は、次のUSB Type-Cコンフィギュレーションプロセスによって行われます。

　コンフィギュレーションプロセスは”Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification Release 2.0 August 2019”によって定義されています。

• ソース／シンクの接続／切断検知
• プラグの表裏／ケーブルのねじれ検知
• 初期電力（ソース／シンク間）の検出とデータ（ホスト／デバイス間）の確立
• ケーブルがVCONNを要求しているかの検出（必要な場合）
• USB Type-CのVBUS電流検知と使用
• USB PDの通信
• 拡張機能の検出と設定

　また、USB PDの詳細は“Universal Serial Bus Power Delivery Specification Release 2.0 August 2019”によって定義されています。

　マイコンでUSB Type-Cを使用して電力供給を制御する場合、外付けのUSB Type-Cコントローラーを使用するか、STマイクロエレクトロニクス（以下、ST）のSTM32G0マイコン^＊1）など、USB Type-C PDインタフェース（UCPD）を内蔵したマイコンを使用します。

＊1）STM32G0マイコン