十三、USB PD之Power Supply(电源供应)

1 Source要求

1.1 行为要求

USB PD Source表现出以下行为：

• 在默认合同或隐含合同中，应向VBUS提供[USB Type-C 2.3]USB Type-C®Current方法。
• 当收到硬复位信号时，应遵循“对硬复位的响应”中规定的要求。
• 应根据下冲、过冲和过渡时间要求控制VBUS电压过渡。

1.2 Source大容量电容

Source大容量电容不得放置在收发器隔离阻抗与USB插座之间。Source大容量电容包括如下图所示的C1和C2。欧姆连接可能包括用于电源分配或电源开关设备的PCB走线。欧姆连接也可能是由Source实施的电路的一部分，用于限制其VBUS输出电压（OVL），如“输出电压限制”中所述。虽然Source应限制其输出电压，但根据“输入过压保护”中所述，Sink应实施Sink过压保护以防止过高的VBUS输入电压。电容可能是单一电容、电容组或分布电容。如果电源供应共享在多个端口之间，大容量电容被定义为cSrcBulkShared(120uf)。如果电源供应专用于单个端口，则最小大容量电容被定义为cSrcBulk(10uf)。

1.3 Source类型

与“Capabilities Message”中讨论的电源数据对象一致，USB电源传输系统中作为Source的电源类型包括：

• 固定供应PDO公开了经过良好调节的固定电压电源。Source应支持至少一种能够提供vSafe5V的固定供应。固定供应的输出电压应保持在由相对公差vSrcNew和绝对带宽vSrcValid在“Source电气参数”中列出并在“输出电压容差和范围”中描述的范围内。
• 可变供应（非电池）PDO公开了调节较差的Sources。Variable Supply（非电池）的输出电压应保持在Variable Supply PDO中公开的绝对最大输出电压和绝对最小输出电压范围内。
• 电池供应PDO公开了可直接连接到VBUS的电池。Battery Supply的输出电压应保持在Battery Supply PDO中公开的绝对最大输出电压和绝对最小输出电压范围内。
• 可编程电源供应（PPS）增强PDO（APDO）公开了一个Source，其输出电压可以在定义的范围内通过编程调整。可编程电源供应的输出电压应保持在由相对公差vPpsNew和绝对带宽vPpsValid定义的范围内。
• 可调电压供应（AVS）增强PDO（APDO）公开了一个Source，其输出电压可以在定义的范围内通过编程调整。可调电压Source的输出电压应保持在由相对公差vAvsNew和绝对带宽vAvsValid定义的范围内。

1.4 Source转换

1.4.1 固定电源

1.4.1.1 固定电源正电压转换

电源应以可控的方式将VBUS从起始电压过渡到更高的协商电压。协商的新电压（例如5V、9V、15V等）定义了vSrcNew的标称值。在正向过渡期间，电源应能够提供给沉默电流和瞬态电流，以充电VBUS上的总体电容。正向过渡的斜率不得超过vSrcSlewPos。电源输出电压在tSrcSettle内应稳定在vSrcNew。电源应能够在tSrcReady时以新电压提供协商的功率水平。正电压过渡的电压不得低于先前合同的vSrcValid min，并且不得高于新合同的vSrcValid max（图7-2“正电压过渡的过渡包络”）。电压应在tSrcSettle内稳定到vSrcNew。在图7-2“正电压过渡的过渡包络”中，起始时间t0是指在电源接收到GoodCRC消息的最后一个比特后的tSrcTransition。

在正电压转换的起始阶段，VBUS电压水平不得在vSrcValid min以下滑落，滑落的参照点是vSrcNew（即，如果起始的VBUS电压水平不是vSafe5V）或者vSafe5V（如果适用）。
第7.1.14节“VBUS斜率限制的非适用”列举了免除vSrcSlewPos限制的转换。

1.4.1.2 固定电源负电压转换

负电压过渡定义如图7-3“负电压过渡的过渡包络”所示，并且与正电压过渡类似地进行规定。图7-3“负电压过渡的过渡包络”不适用于vSafe0V过渡。负过渡的斜率不得超过vSrcSlewNeg。负电压过渡的电压水平应保持在前一合同的vSrcValid max以下，并且在新合同的vSrcValid min以上，如图7-3“负电压过渡的过渡包络”所示。过渡源输出电压应在tSrcSettle内稳定到vSrcNew。在图7-3“负电压过渡的过渡包络”中，起始时间t0在收到Source端GoodCRC消息的结束定界符（EOP）后tSrcTransition开始。

如果新协商的电压是vSafe5V，那么vSrcValid限制将确定过渡窗口，并且过渡中的Source端应在tSrcSettle内稳定在vSafe5V的范围内。
第7.1.14节“VBUS斜率限制的非适用”列举了免除vSrcSlewNeg限制的过渡。

1.4.2 SPR可编程电源（PPS）

1.4.2.1 SPR可编程电源电压转换

可编程电源（PPS）应以受控方式在定义的电压范围内过渡VBUS。在可编程RDO中的输出电压值定义了完成电压更改后PPS输出电压的名义值，并且应在小于或等于vPpsSmallStep的步骤中，在tPpsSrcTransSmall内稳定在vPpsNew定义的限制范围内，否则，在tPpsSrcTransLarge内稳定在vPpsNew定义的限制范围内，但仅在可编程电源不处于CL模式下。在任何时候，超过vPpsNew的任何过冲都不得超过vPpsValid。任何超过vPpsNew的欠压都不得超过对不导致CL模式的电流的vPpsValid。PPS输出电压可以以阶梯状或线性方式更改，且任一类型更改的斜率不得超过vPpsSlewPos（电压增加）或vPpsSlewNeg（电压降低）。所有线性电压更改的名义请求电压应等同于PPS输出电压的LSB更改的整数倍。PPS输出电压的LSB更改定义为vPpsStep。PPS应能够在将其输出电压更改到请求的电平时提供协商的电流水平。所有PPS电压增加都应导致电压大于或等于先前的PPS输出电压。同样，所有PPS电压减少都应导致电压小于或等于先前的PPS输出电压。
由于在电压步进的情况下，Sink可以吸取电流，直至协商的APDO电流水平，所以由于电源在CL模式下运行，电压可能不会增加到请求的水平。同样，由于Sink可以连接到VBUS的电池，因此由于电池电压高于Source正在过渡到的输出电压设定点，电压可能不会降低到请求的水平。如果Source依赖于检查VBUS上的电压来确定其电源何时准备好，那么在任一情况下，都不会发送PS_RDY。
当PPS电压上升或下降时，应在以下时间内发送PS_RDY消息：

• 对于大于vPpsSmallStep的步骤，在接受消息后的GoodCRC消息的最后一位之后的tPpsSrcTransLarge内。
• 对于小于或等于vPpsSmallStep的步骤，在接受消息后的GoodCRC消息的最后一位之后的tPpsSrcTransSmall内，前提是VBUS上的电压已达到vPpsNew，或者电源处于CL模式。

当vPpsNew低于电池电压或Source端的主电源被切断时，Sink应立即将其电池从VBUS断开连接。在这些情况下，输出电流可能会反转极性，Sink不允许提供电流（参见第7.2.1节“行为方面”和第7.2.9节“强大的Sink操作”）。
下图显示了可编程电源对正电压和负电压更改请求的响应中的输出电压行为。图7-4“PPS正电压过渡”和图7-5“PPS负电压过渡”展示了可编程电源的输出电压行为。参数vPpsMinVoltage和vPpsMaxVoltage分别定义了PPS范围的下限和上限（有关所需范围，请参见表10.11 SPR“可编程电源电压范围”）。
vPpsMinVoltage对应于PPS APDO中的最小电压字段，而vPpsMaxVoltage对应于PPS APDO中的最大电压字段。如果Sink协商了一个新的PPS APDO，那么两个PPS APDO之间的过渡应按照第7.3.1节“由请求消息引起的过渡”中的描述进行。


PPS输出电压的纹波预计会超过一个或多个LSB的幅度，如图7-6“相对于LSB的预期PPS纹波”所示。

第7.1.14节“VBUS斜率限制的非适用”列举了不受vPpsSlewNeg和vPpsSlewPos限制的过渡。
PPS电压和电流的离散LSB步进具有如下图7-7“PPS模式中电压和电流的允许DNL误差和容差”所示的DNL容差。在绝对值上，电压和电流的LSB的步进大小分别由vPpsStep和iPpsCLStep定义。**图7-7“PPS模式中电压和电流的允许DNL误差和容差”**中显示了几个有效的LSB步进的示例：

• DNL误差的上限（+1 LSB）显示了实际跳过了一个步骤的情况。
• DNL误差的下限（-1 LSB）显示了电压或电流设定点保持不变的情况。

DNL误差的理想情况（=0）与电压或电流的典型步进大小相匹配。
DNL的目的是确保对电压/电流的更改具有正确的方向性，并且最大步进大小得到明确定义。请注意，Source端应避免出现多个连续步骤的错误接近最大和最小DNL的情况。

1.4.2.2 SPR可编程电源电流限制

在SPR PPS模式下运行的可编程电源应在Sink试图吸取比输出电流水平更多的电流时，将其输出电流限制为可编程RDO中的Operating Current值。输出电流的编程步进大小为iPpsCLStep。所有Operating Current的编程更改应在tPpsCLProgramSettle内稳定到新的Operating Current值。在电流限制期间，SPR PPS Operating Current的调节精度定义为iPpsCLNew。最小可编程的电流限制水平是iPpsCLMin。支持SPR PPS的Source应支持在iPpsCLMin和SPR PPS APDO中的最大电流值之间的电流限制可编程。如果Source收到低于iPpsCLMin的电流请求，则应拒绝该请求。接受低于iPpsCLMin的电流请求的Source应将其电流限制设置为1A。
SPR PPS对负载变化的响应取决于SPR PPS的Operating mode和负载变化的幅度。这些依赖关系导致SPR PPS对任何负载变化的四种可能的响应之一。它们通过PPS Status OMF在负载变化之前和之后的值来区分：

• 如果在负载变化之前和之后清除了PPS Status OMF，则SPR PPS仅通过维持输出电压来响应。SPR PPS输出电压应保持在vPpsValid范围内。SPR PPS对负载变化的响应应在tPpsTransient之前在vPpsNew容差带内稳定。在SPR PPS的负载变化响应期间，Operating Mode Flag应保持清除。
• 如果在负载变化之前清除PPS Status OMF，并在负载变化之后设置，则SPR PPS通过降低其输出电压以限制SPR PPS输出电流来响应。一旦达到iPpsCVCLTransient范围，SPR PPS输出电流应保持在iPpsCVCLTransient范围内。SPR PPS对负载变化的响应应在tPpsCVCLTransient之前在iPpsCLNew容差带内稳定。在SPR PPS的负载变化响应期间，Operating Mode Flag应在SPR PPS负载变化响应稳定时设置。
• 如果在负载变化之前和之后设置了PPS Status OMF，则SPR PPS通过调整其输出电压以维持输出电流来响应。SPR PPS输出电流应保持在iPpsCLTransient范围内。SPR PPS对负载变化的响应应在tPpsCLSettle之前在iPpsCLNew容差带内稳定。在SPR PPS的负载变化响应期间，Operating Mode Flag应保持设置。
• 如果在负载变化之前设置了PPS Status OMF，并在负载变化之后清除，则PPS通过增加其输出电压到vPpsNew，然后维持它来响应负载变化。SPR PPS输出电压应保持在vPpsCLCVTransient范围内。SPR PPS对负载变化的响应应在tPpsCLCVTransient之前在vPpsNew容差带内稳定。在PPS负载变化响应稳定时，Operating Mode Flag应清除。

SPR PPS Source应在所有静态和动态负载条件下（在Current Limit操作时除外）将其输出电压保持在PPS RDO中请求的值。对于导致SPR PPS输出电压降至vPpsShutdown以下的Current Limit操作期间的任何静态或动态负载条件的响应，Source可能会发送Hard Reset Signaling，并应将VBUS放电至vSafe0V，然后在vSafe5V处恢复USB默认操作。当Sink试图吸取比RDO中的Operating Current更多的电流时，Source应限制其输出电流。在Current Limit模式期间，Source的可用电流应满足iPpsCLNew。Sink在PPS Status OMF设置时不得减少其RDO中的Operating Current请求。
SPR PPS Source应通过SPR PPS Source执行电流限制。依赖于PPS电流限制的Sink应满足第7.2.9节“强大的Sink操作”的要求。在Current Limit模式下，Source不应关闭或以其他方式中断可用输出功率，除非在第7.1.7节“强大的Source操作”中激活了用于保护Source免受损害的其他保护机制。
在Current Limit模式下运行的SPR PPS Source不得以超过iPpsCLLoadStepRate或iPpsCLLoadReleaseRate的方式更改其设定点。
SPR PPS可编程输出电压与SPR PPS可编程电流限制之间的关系应如**图7-8“SPR PPS可编程电压和电流限制”**所示。在常电压模式和电流限制模式之间的转换发生在点a和b之间。在这个区域内，PPS Status OMF应设置或清除。在电流限制模式下，当负载电阻发生变化时，源端的输出电流应保持在iPpsCLNew范围内。正确的行为由点c表示。

1.4.2.3 SPR PPS恒定功率模式

在恒定功率模式下（当设置了PPS Power Limited位时），Source端可能提供超过其额定功率传输（PDP）的功率。Sink可以在RDO中限制其Operating Current请求，并且应满足第7.2.9节“强大的Sink操作”的要求。
在常电压曲线上的公差不得延伸到图7-9“SPR PPS Constant Power”中的Guaranteed Capability Area。

1.4.3 可调电压电源（AVS）

1.4.3.1 可调电压电源电压转换

可调电压供应（AVS）应以受控的方式在定义的电压范围内过渡VBUS。AVS RDO中的输出电压值定义了完成电压更改后AVS输出电压的名义值，并且应在tAvsSrcTransSmall内稳定在由vAvsNew定义的限制范围内，对于小于或等于vAvsSmallStep的步骤；或者在tAvsSrcTransLarge内稳定在由vAvsNew定义的限制范围内，对于大于vAvsSmallStep的步骤。任何超过vAvsNew的过冲都不得在任何时候超过vAvsValid。任何低于vAvsNew的欠压都不得在任何时候超过vAvsValid。AVS输出电压可以以阶梯状或线性方式更改，且任一类型更改的斜率不得超过vAvsSlewPos（电压增加）或vAvsSlewNeg（电压减少）。所有线性电压更改的名义请求电压应等同于AVS输出电压的LSB更改的整数倍。AVS输出电压的LSB更改定义为vAvsStep。AVS应能够在将其输出电压更改到请求的电平时提供协商的电流水平，如果输出电压的更改相对于vAvsNew小于或等于vAvsSmallStep。所有AVS电压增加都应导致电压大于或等于先前的AVS输出电压。同样，所有AVS电压减少都应导致电压小于或等于先前的AVS输出电压。任何时候Source进入AVS操作范围，该电压过渡都被视为大于vAvsSmallStep的电压步进。
当AVS电压上升或下降时，应在以下时间内发送PS_RDY消息：

• 对于大于vAvsSmallStep的步骤，在接受消息后的GoodCRC消息的最后一位之后的tAvsSrcTransLarge内。
• 对于小于或等于vAvsSmallStep的步骤，在接受消息后的GoodCRC消息的最后一位之后的tAvsSrcTransSmall内，前提是VBUS上的电压已达到vAvsNew。

下图“AVS正电压过渡”和图7-11“AVS负电压过渡”展示了在响应正电压和负电压变化请求时可调电压供应的输出电压行为。参数vAvsMinVoltage和vAvsMaxVoltage分别定义了AVS范围的下限和上限（有关所需范围，请参见表10.9“SPR Adjustable Voltage Supply (AVS) Voltage Ranges”和表10.15“EPR Adjustable Voltage Supply (AVS) Voltage Ranges”）。vAvsMinVoltage对应于AVS APDO中的最小电压字段，而vAvsMaxVoltage对应于AVS APDO中的最大电压字段。


AVS输出电压的纹波预计会超过一个或多个LSB的幅度，如图7-12“相对于LSB的预期AVS纹波”所示。

1.4.3.2 可调电压供电电流

AVS应在所有静态和动态负载条件下（不超过RDO中的Operating Current）保持其输出电压处于AVS RDO中请求的值。与SPR PPS可编程电流不同，AVS可编程功率可能在零到APDO中的PDP字段值之间变化。

1.5 对硬重置的响应

硬复位信令表示发生了通信故障，Source端应停止驱动VCONN，从VCONN引脚上移除Rp，并将VBUS拉低到vSafe0V，如图7-13“源端VBUS和Vconn对硬复位的响应”所示。由于VBUS电压将在较长时间内低于vSafe5V，USB连接可能会在硬复位期间重置。在确保VBUS上的vSafe0V电压条件后，源端应在重新应用VCONN并将VBUS恢复到vSafe5V之前等待tSrcRecover。源端应符合[USB Type-C 2.3]中规定的VCONN时序。
注意：进入硬复位的Sink可能具有cSnkBulkPd，直到VBUS降至vSafe0V以下。源端应考虑这一点。
在硬复位期间和之后的设备操作定义如下：
• 自供电设备在硬复位期间不应断开与USB的连接（参见第9.1.2节“映射到USB设备状态”）。
• 自供电设备在硬复位后，如果工作电压高于vSafe5V，则可能无法保持完全功能。
• 由于失去其电源，总线供电设备将在硬复位期间断开与USB的连接。
当发生硬复位时，源端应停止驱动VCONN，从VCONN引脚上移除Rp，并开始将VBUS电压过渡到vSafe0V，要么是：
• 从Sink接收到硬复位信令的最后一位之后的tPSHardReset，或
• 从Source发送的硬复位信令的最后一位之后的tPSHardReset。
Source端应满足相对于电压过渡开始的tSafe5V和tSafe0V，如图7-13“源端VBUS和Vconn对硬复位的响应”所示。

由于电缆插头中的放电电路，VCONN将在电压过渡开始时符合tVconnDischarge，如图7-13“源端VBUS和Vconn对硬复位的响应”所示。VCONN应在VBUS达到vSafe5V相对于tVconnOn满足。请注意，tVconnOn和tVconnDischarge的定义可参考[USB Type-C 2.3]。

1.6 更改输出功率能力

有些USB Power Delivery谈判将要求源端调整其输出功率能力，而不改变输出电压。在这种情况下，源端应能够在tSrcReady内提供更高或更低的负载电流。

1.7 稳健的源操作

1.7.1 输出过电流保护

在SPR模式下运行的Source端应实施过流保护，以防止输出电流超过Source端的电流处理能力而造成损坏。电流处理能力的定义留给Source端实现的裁量，并且应考虑连接器接触的电流处理能力。如果过流保护实现不使用硬复位或错误恢复，它不得干扰已协商的VBUS电流水平。
在连续三次的过流事件之后，Source端应进入错误恢复。
在过流保护触发时，Source端应尝试发送硬复位信令，然后发送一个表示OCP事件的Alert消息，一旦建立了显式合同。过流保护响应可以在端口级别或系统级别触发。已触发过流保护的系统或端口应在确定过流原因不再存在后尝试恢复USB默认操作，并可以断开以保护端口或系统。如何检测过流原因是否仍然存在的定义留给Source端实现的裁量。
在选择恢复USB默认操作后，Source端应与Sink（或多个Sink）重新协商。在过流事件后如何重新协商的决定留给Source端实现的裁量。
如果过流保护在最初恢复USB默认操作或重新协商后继续触发，Source端应防止系统或端口持续循环。对端口或系统进行锁定以响应再次发生的过流是可接受的。
在过流响应和随后的系统或端口关闭期间，所有受影响的Source端端口在VBUS大于vSafe5V时应在tSafe5V之前将VBUS放电至vSafe5V，而在VBUS大于vSafe0V时应在tSafe0V之前将VBUS放电至vSafe0V。

1.7.2 过温保护

为防止温度超过源的热能能力而造成损坏，源应实施过温保护（OTP）。关于热能能力的定义以及用于触发过温保护的监测位置由源的实现自行决定。
为了避免达到过温事件，源可能会主动减少向Sink提供的可用功率，即使这些提供可能低于源在正常热工作条件下预期提供的功率。在减少功率之前，源应生成一个Alert Message，指示操作条件的变化，并在SOP Status Message中将Temperature Status位设置为Warning（10b）。
当OTP启动时，源应尝试发送Hard Reset消息，随后发送Alert Message，指示一旦建立了显式合同就发生了OTP事件。OTP响应可能在端口级别或系统级别启动。已启动OTP的系统或端口应尝试恢复USB默认操作，并可以锁定以保护端口或系统。
源在选择恢复USB默认操作后应与Sink（或多个Sink）重新协商。在过温事件后如何重新协商的决定留给源的实现自行决定。
如果过温保护在初始恢复USB默认操作或重新协商后继续触发，源应防止系统或端口的持续循环。锁定端口或系统是对再次发生过温的一种可接受的响应。
在OTP事件和随后的系统或端口关闭期间，所有受影响的源端端口在VBUS大于vSafe5V时应在tSafe5V之前将VBUS放电至vSafe5V，而在VBUS大于vSafe0V时应在tSafe0V之前将VBUS放电至vSafe0V。

1.7.3 对供应vSafe5V的端口外部施加vSafe5V

安全操作要求在同时向VBUS供电时，电源传输（Power Delivery）源应对VBUS上存在vSafe5V具有容忍性。当存在这种vSafe5V到vSafe5V的连接时，应支持正常的USB PD通信。

1.7.4 断开

电源传输（Power Delivery）源通过USB Type-C®连接器上的CC检测电气地检测到USB分离。当源分离时，源应在相对于分离事件发生时的tSafe0V时间内过渡到vSafe0V。在过渡到vSafe0V期间，VBUS电压应在相对于分离事件发生时的tSafe5V时间内低于vSafe5V max，并在此时间后不得超过vSafe5V max。
以EPR模式运行的源需要避免在连接器处产生大的差分电压。请参阅[USB Type-C 2.3]规范的附录H以获取背景信息。为实现这一点，在检测到断开连接时，以EPR模式运行的源应停止提供电流并最小化VBUS电容。可能会继续从源批量电容中提取电流，但通过尽可能断开源批量电容的连接来最小化这一电流。例如，源可以通过禁用欧姆互连开关，停止从电源和图7-1“源批量电容的放置”中的源批量电容的C1部分中提取电流。
源应尽快检测到断开连接，停止提供电流，并最小化VBUS电容。如果在CC接触断开之后但VBUS接触断开之前完成此操作，则连接器处的差分电压风险较小。请注意，在源检测到断开连接事件期间，源进行的USB-PD传输将延迟源的断开连接检测。

1.7.5 输出电压限制

电源（Sources）的输出电压应考虑已协商的VBUS值，其中应包含vSrcNew、vSrcValid或vPpsNew、vPpsValid或vAvsNew、vAvsValid。电源应符合适用的安全和法规要求。

1.8 输出电压公差和范围

在电压转换完成（即在tSrcReady之后）并在静态负载条件下，源输出电压应保持在适用的vSrcNew或vSafe5V限制范围内。由vSrcNew和vSafe5V定义的范围考虑了直流调节精度、线性调节、负载调节和输出纹波。在电压转换完成（即在tSrcReady之后）并在瞬态负载条件下，源输出电压不得超过vSrcValid指定的范围。源输出电压在vSrcNew或vSafe5V与vSrcValid之间的带宽内的时间不得超过tSrcTransient。输出电压的容差规格请参见表7.25“源电气参数”。图7-14 “tSrcReady后的vSrcNew和vSrcValid限制的应用”说明了电压转换完成后vSrcNew和vSrcValid的应用。
在Fast Role Swap期间发生的VBUS放电和切换期间，vSrcNew和vSrcValid限制不适用于VBUS。Fast Role Swap如第7.1.13节“Fast Role Swap”中所述。
注意，上述文本是规范性描述，它描述了一种电子设备的源输出电压在特定条件下的规范和限制。它涉及到电压转换、负载条件、时间限制等参数，并引用了相关的表格和图示以提供详细的技术要求。

Source输出电压应在连接器插座处进行测量。Source的稳定性应以25%的负载增量从最小负载测试到最大负载，并从最大负载测试到最小负载。负载电流的瞬态行为在第7.2.6节“瞬态负载行为”中定义。每个步骤之间的时间应足以使输出电压在负载步骤之间稳定下来。在某些系统中，可能需要设计Source以补偿电源电子设备的输出级和插座触点之间的电压降。补偿是否必要的决定由Source实现自行决定。
简而言之，这段话描述了对Source（一种电源或供电设备）的稳定性和瞬态行为的测试要求。Source的输出电压需要在连接器插座处测量，并且要在不同的负载条件下进行测试，以确保其稳定性。同时，设计时需要考虑到在特定情况下可能需要补偿电压降。是否需要进行这样的补偿，取决于Source的具体设计和实现。

1.8.1 可编程电源输出电压容差和范围

在可编程电源的电压转换完成后（即在tPpsSrcTransSmall或tPpsSrcTransLarge之后）并在静态负载条件下，Source输出电压应保持在vPpsNew限制范围内。由vPpsNew定义的范围考虑了直流调节精度、线性调节、负载调节和输出纹波。在电压转换完成后（即在tPpsSrcTransSmall或tPpsSrcTransLarge之后）并在瞬态负载条件下，Source输出电压不得超过vPpsValid规定的范围。Source输出电压在vPpsNew和vPpsValid之间的带宽内的时间不得超过tPpsTransient。
注意，这段文本中的"可编程电源"完成电压转换后，在静态和瞬态负载条件下，其输出电压有一些限制和要求。这些要求涉及到电压的调节精度、输出纹波、负载调节等因素，并且有一些规定的时间限制。

1.8.2 可调电压电源输出电压公差和范围

在可调电压供应的电压转换完成后（即在tAvsSrcTransSmall或tAvsSrcTransLarge之后），在静态负载条件下，源输出电压应保持在vAvsNew范围内。vAvsNew定义的范围涵盖了直流调节精度、电源调整率、负载调整率和输出纹波。在电压转换完成后（即在tAvsSrcTransSmall或tAvsSrcTransLarge之后）以及在瞬态负载条件下，源输出电压不得超过vAvsValid规定的范围。同时，在瞬态过程中，输出电压位于vAvsNew和vAvsValid之间的时间不应超过tAvsTransient。
这是对可调电压供应的特定要求和约束，确保在电压转换和不同的负载条件下，其输出电压能够保持稳定并满足精度要求。

1.9 VBUS上大容量电容的充放电

每当源电压协商为不同的值时，源应充电和放电VBUS上的大容量电容。充电或放电发生在电压转换期间，并且不应干扰源满足tSrcReady的能力。
简而言之，这段话描述了一个源（可能是电源或其他供电设备）在电压发生变化时，需要充电或放电VBUS上的电容，并确保这个过程不会影响源的tSrcReady能力。

1.10 将备用电源切换为电源

双重角色电源端口的Sources和Sinks应支持交换待机。在源电源供应器已将VBUS上的大容量电荷放电至vSafe0V作为电源角色切换的一部分后，将发生交换待机。
在交换待机状态下：

• Source不得驱动VBUS，因此预计VBUS将保持在vSafe0V。
• 用于实现vSafe0V的任何放电电路应从VBUS中移除。
• Dual-Role Power Port应配置为Sink。
• 即使在VBUS上不再存在vSafe5V（请参阅第9.1.2节“映射到USB设备状态”），USB连接也不得复位。

与Source处于交换待机状态相关联的PS_RDY消息应在VBUS驱动被移除后发送。Source进入交换待机状态的时间不得超过tSrcSwapStdby。进入交换待机状态后，Source已放弃其角色作为Source并准备成为新的Sink。从交换待机状态到成为新的Sink的过渡时间不得超过tNewSnk。新的Sink在新的Source发送PS_RDY消息后可以开始使用电源。

1.11 电源峰值电流操作

具有Fixed Supply PDO或AVS APDO的Peak Current位设置为01b、10b和11b的Source应设计为支持在Table 6.10“Fixed Power Source Peak Current Capability”或Table 6.15“EPR AVS Power Source Peak Current Capability”中分别定义的过载能力之一。过载条件在幅值、持续时间和占空比方面受到限制，如Table 6.10“Fixed Power Source Peak Current Capability”或Table 6.15“EPR AVS Power Source Peak Current Capability”中所列。不要求Sources支持持续的过载操作。当发生过载条件时，允许Source在相对于标称值的vSrcPeak范围内（而不是vSrcNew）操作（参见Figure 7-15“Source Peak Current Overload”）。当超过过载能力时，Source应采取必要的措施防止对Source造成电气或热损害。Source可以发送一个新的Source_Capabilities消息，将Fixed Supply PDO或AVS APDO的Peak Current位设置为00b，以禁止过载操作，即使先前已与Sink协商过过载能力。（这些Table在第6章中有体现）

1.12 源功能扩展参数

实施者可以选择将USB PD Source的某些特性作为一组静态和/或动态参数提供，以提高外部电源和便携计算设备之间的互操作性。报告的完整静态参数列表在第6.5.1节“Source_Capabilities_Extended Message”中得到详细描述，并在Figure 6-36“Source_Capabilities_Extended Message”中列出。以下列出的参数子集直接代表Source的能力，并在本节的其余部分中进行描述。

• 电压调节。
• 储存时间。
• 合规性。
• 峰值电流。
• Source输入。
• 电池。

1.12.1 电压调节字段

设备的功耗可以动态变化。如果设备对电压波动敏感，Source调节其电压输出的能力可能很重要。电压调节位字段用于传达有关Source输出调节和对各种负载步骤的容忍度的信息。

1.12.1.1 负载阶跃回转率

默认的负载步进斜率被设定为150mA/µs。在扩展Source能力中报告的负载步进下，Source应满足以下要求：

• Source应在vSrcValid范围内维持VBUS调节。
• CC线上的噪声应保持在vNoiseIdle和vNoiseActive以下。

测试条件要求从1Hz到5000Hz对正负载步进进行更改，直到全负载输出的宣传负载步进幅度包括从10mA和10%的初始负载。Source应确保在所有负载条件下，PD通信满足第5.8.2节“传输和接收掩模”中规定的传输和接收掩模。

1.12.1.2 荷载阶跃幅值

默认负载步进幅度速率应为IoC的25%。Source可以报告更高的能力，容忍IoC的90%的负载步进。

1.12.2 滞留时间字段

Holdup Time字段应返回一个数值，表示在AC mains的短暂中断期间输出电压保持在调节状态的毫秒数。
由AC mains供电的Source应在该字段中报告其持续时间。持续时间是在额定最大负载下测量的，AC mains为115VAC rms和60Hz（或对于不支持115VAC mains的Source，为230VAC rms和50Hz）。报告的时间描述了从上一个完成的AC mains输入周期（零度相位角）到输出电压下降到vSrcValid（min）以下的最短时间。建议电源支持至少3毫秒，并最好支持超过10毫秒的持续时间（相当于从AC mains中降低一个半周期）。参见Figure 7-16“Holdup Time Measurement”。

1.12.3 合规性字段

声称符合LPS、PS1或PS2标准（参见[IEC 62368-1]）的SPR Source应在Compliance字段中报告其能力。由于SPR Source可能具有多个潜在的输出电压和电流设置，因此每个SPR Source的供应（由PDO指示）应符合LPS的要求。
注意：根据[IEC 60950-1]和/或[IEC 62368-3]的要求，经过LPS Source（在SPR模式下运行的SPR Source或EPR Source）测试和认证的设备被禁止使用非LPS Source（在EPR模式下运行的EPR Source）。或者，[IEC 62368-1]根据其最大受限功率输出（15瓦或100瓦）对电源进行分类。

1.12.4 最大电流

Source在Peak Current字段中报告其提供超过协商数量的峰值电流传递的能力。峰值电流的持续时间后应跟随低于操作电流（IoC）的电流消耗，以便保持平均功率传递低于IoC电流。
Source可能具有比在Fixed Supply PDO或AVS APDO中的Peak Current字段中报告的更大的峰值电流提供能力。在这种情况下，Source应在Source_Capabilities_Extended Message的Peak Current字段中报告其额外的能力。
每个过载周期后应跟随一个降低电流吸收的周期，以便在Overload Period字段值和指定的Duty Cycle字段值（参见Section 6.5.1.10“Peak Current Field”）内的滚动平均电流不超过协商的电流。计算如下：
降低电流的周期 = (1 – Duty Cycle字段中的值/100) * Overload Period字段中的值

1.12.5 Source输入

Source Inputs字段标识可能为Source提供电源的输入。请注意，有些Sources仅由电池供电（例如，汽车），而不是更常见的电源。

1.12.6 电池

Batteries字段应报告Source支持的电池数量。Source应独立报告可热插拔电池的数量和固定电池的数量。

1.13 快速角色交换

快速角色切换（Fast Role Swap）限制了对连接到具有与电源连接的UFP和与支持DRP的主机端口连接的DRP的Hub DFP的VBUS电源的中断，如Figure 7-17“快速角色切换期间的VBUS电源”所示。

当连接到Hub UFP的电源停止提供电源，且Hub DRP连接器上的VBUS放电到低于vSrcValid（min）时，如果VBUS已经协商到比vSafe5V更高的电压，或者vSafe5V（min），则Hub DRP将从Hub DRP发送Fast Role Swap信号到Host DRP，同时Hub DRP将消耗电源。在快速角色切换用例中，Hub DRP的行为类似于双向电源路径。在从初始Source更改为新Sink的操作中，Hub DRP不应启用VBUS放电电路。Hub DFP端口应支持默认的USB Type-C®电流（请参见[USB Type-C 2.3]）直到协商新的显式合同为止。
在发送FRS信号并在VBUS > vSafe5V（min）的同时，新的Sink在新的Source应用其Rp之前不得吸取超过iNewFrsSink。在tSnkFRSwap之前，新的Sink在从VBUS吸取iSnkStdby开始发送FRS信号或VBUS降至vSafe5V（min）之后不得吸取超过iSnkStdby。tSnkFRSwap时间应从开始FRS信号或VBUS降至vSafe5V（min）中较晚的时间开始计算。等待tSnkFRSwap后，新的Sink在新的Source应用其Rp之前不得吸取超过iNewFrsSink。在新的Source应用其Rp之后，在隐式合同中，新的Sink应被限制为USB Type-C®电流（请参见[USB Type-C 2.3]）直到协商新的显式合同为止。在快速角色切换完成后，所有Sink要求应适用于新的Sink。由于Host DRP在快速角色切换之前作为初始Sink运行，因此Host DRP的快速角色切换响应在第7.2.10节“快速角色切换”中有描述。
在Hub DRP连接器上的VBUS电压水平降至vSafe5V以下后，应向Host DRP发送PS_RDY消息，如第7.3.5节“快速角色切换引起的过渡”中所示。
图7-18“快速角色切换期间的VBUS检测和时序，初始VBUS（在新源处）> vSafe5V（min）”和图7-19“快速角色切换期间的VBUS检测和时序，初始VBUS（在新源处）<vSafe5V（min）”显示了在收到快速角色切换信号后，在快速角色切换期间新Source的VBUS检测和时序。新的Source在收到FRS信号后，VBUS可能已经从vSafe5V或更高的电压开始。因此，当检测到快速角色切换信号时，VBUS可能位于vSafe5V（max）以上、在vSafe5V范围内，或在vSafe5V（min）以下。如果在VBUS低于vSafe5V（min）时检测到快速角色切换信号，则新Source应在检测到快速角色切换信号后的tSrcFRSwap内打开VBUS输出开关。在这种情况下，从开始快速角色切换信号到VBUS被源可能的最大时间为tSrcFRSwap（max）+ tFRSwapRx（max）。

1.14 VBUS回转速率限制不适用

以下情景中，vSrcSlewPos和vPpsSlewPos的VBUS斜率限制不适用，VBUS可能会比规定的更快地过渡：

• 在连接后首次应用VBUS时。
• 作为电源角色切换到Source角色的一部分时应用VBUS。
• 在硬重置期间将VBUS从vSafe0V增加到vSafe5V时。
• 在快速角色切换期间，初始Sink应用VBUS时。

以下情景中，vSrcSlewNeg和vPpsSlewNeg的VBUS斜率限制不适用，VBUS可能会比规定的更快地过渡：

• 在硬重置期间将VBUS放电到vSafe0V时。
• 作为电源角色切换到Sink角色的一部分时将VBUS放电到vSafe0V。
• 在Detach后将VBUS放电到vSafe0V时。
• 在连接到Hub UFP的VBUS电源停止提供电源时，在快速角色切换期间。

1.15 VCONN电源循环

1.15.1 UFP VCONN电源循环

数据重置过程要求DFP在该过程结束时成为VCONN源。在UFP是VCONN源的情况下，应按以下步骤操作：

• 在对Data_Reset消息的Accept消息中确认GoodCRC的最后一个比特后，UFP应关闭VCONN，并确保在tVconnZero内低于vRaReconnect（请参见[USB Type-C 2.3]）。
• 当VCONN低于vRaReconnect时，UFP应发送PS_RDY消息。请注意，如果UFP未源VCONN，则仍会发送PS_RDY消息。
• 在确认PS_RDY消息的GoodCRC的最后一个比特后，DFP应等待tVconnReapplied，然后才能开始源VCONN。DFP应确保在tVconnValid内VCONN位于vVconnValid（请参见[USB Type-C 2.3]）之内。

下面的图7-20“Data Reset UFP VCONN Power Cycle”说明了UFP VCONN电源循环的过程。

1.15.2 DFP VCONN电源循环

数据重置过程要求DFP在该过程结束时成为VCONN源。在DFP是VCONN源的情况下，应按以下步骤操作：

1. 如果DFP发送了Data_Reset消息并且正在源VCONN，则在确认GoodCRC中接受消息的最后一个比特的tVconnZero内，DFP应关闭VCONN并确保其低于vRaReconnect（请参见[USB Type-C 2.3]）。
   2) 如果UFP发送了Data_Reset消息，则DFP应在确认GoodCRC中接受消息的最后一个比特的tVconnZero后关闭VCONN，并确保其低于vRaReconnect（请参见[USB Type-C 2.3]）。
   3) 当VCONN低于vRaReconnect时，DFP应在开始源VCONN之前等待tVconnReapplied。
   4) DFP应确保在tVconnValid内VCONN位于vVconnValid（请参见[USB Type-C 2.3]）之内。
   下面的图7-21“Data Reset DFP Vconn Power Cycle”说明了DFP VCONN电源循环的过程。
   

2 转换

以下各节说明了电源对各种类型的谈判的响应。这些谈判是由某些消息或信号触发的。它提供了关于每个消息和信号周围导致电源响应的转换的示例。对消息或信号的响应可能会导致不同的转换，这取决于电源的起始条件和请求的更改。

• 由Request消息引起的转换：
  • (A)PDO之间的通用转换：
    • 增加电流。
    • 增加电压。
    • 增加电压和电流。
    • 增加电压和减少电流。
    • 减少电压和增加电流。
    • 减少电压和电流。
    • 电流或电压不变。
  • 在同一PDO内的转换（Fixed、Battery、Variable）：
    • 增加电流。
    • 减少电流。
    • 电流不变。
  • 在同一PPS APDO内的转换：
    • 增加可编程电源供应（PPS）电压。
    • 减少可编程电源供应（PPS）电压。
    • 增加可编程电源供应（PPS）电流。
    • 减少可编程电源供应（PPS）电流。
    • 相同的请求可编程电源供应（PPS）。
  • 在同一AVS APDO内的转换：
    • 增加可调电源供应（AVS）电压。
    • 减少可调电源供应（AVS）电压。
    • 相同的请求可调电源供应（AVS）。
• 由PR_Swap消息引起的转换：
  • Source请求电源角色切换。
  • Sink请求电源角色切换。
• 由GotoMin消息引起的转换：
  • Sink将其电流降低到预先协商的最小值。
• 由硬重置信令引起的转换：
  • Source发出硬重置信令。
  • Sink发出硬重置信令。
• 由快速角色切换信令引起的转换：
  • Source在其首选的[USB Type-C 2.3]电流下断言Rd。

2.1 由请求消息引起的转换

2.1.1 在不同（A）PDO之间更改Source

在这些转换描述中，术语(A)PDO用于描述任何功率数据对象，无论它是PDO还是Capabilities消息中的APDO。

本节描述了响应Request消息的转换：

• 从一个(A)PDO到另一个(A)PDO
• 从隐式合同到显式合同
• 从[USB Type-C 2.3]操作到第一个显式合同

这些转换通常导致电压变化，但不是必需的。
在上述情况下，设备策略管理器、端口策略引擎和电源之间的交互如图7-23“Source切换到另一个(A)PDO的通用变化”所示。
在过渡开始时，Source电压应为前一个Source PDO或APDO的有效VBUS范围内的任何电压。在过渡完成后，Source电压应为新Source PDO或APDO的有效VBUS范围内的任何电压。应遵循的序列如Table 7.1“切换Source到另一个(A)PDO的序列描述”中所述。应遵循的时间参数列在Table 7.25“Source电气参数”、Table 7.26“Sink电气参数”和Table 7.27“Common Source/Sink电气参数”中。请注意，在这个图中，Sink之前已向Source发送了一个Request消息。

如果从VOLD到VNEW的变化大于vSmallStep，则认为电压增加。该判断应基于之前和之后的名义(A)PDO电压，除非在做出此判断时假定以下最坏情况之一，即(A)PDO为Battery或Variable。

• 最小电压到电压。
• 最小电压到最大电压。
• 电压到最大电压。

以下各节以通用流程的描述开头，然后具体描述了最常见的转换示例。

2.1.1.1 更改源到另一个(A)PDO的通用过渡图

这一节概述了从一个(A)PDO切换到另一个(A)PDO的过程。请注意，这也适用于在初始合同谈判期间从[USB 2.0]、[USB 3.2]、[USB4]、[USB Type-C 2.3]或[USBBC 1.2]操作切换到电源传递模式。

在增加电流时，设备策略管理器、端口策略引擎和电源之间的交互如图7-23“Source切换到另一个(A)PDO的通用变化”所示。应遵循的序列如Table 7.1“切换Source到另一个(A)PDO的序列描述”中所述。应遵循的时间参数列在Table 7.25“Source电气参数”、Table 7.26“Sink电气参数”和Table 7.27“Common Source/Sink电气参数”中。请注意，在这个图中，Sink之前已向Source发送了一个Request消息。
以下是从一个(A)PDO切换到另一个(A)PDO的步骤，涉及Source Port和Sink Port：

1. 步骤 1：

• Policy Engine向Sink发送Accept消息。
• Policy Engine接收Accept消息。

2. 步骤 2：

• Protocol Layer从Sink接收GoodCRC消息。
• Policy Engine告诉Device Policy Manager指示电源切换到新的Source (A)PDO。
• Protocol Layer将GoodCRC消息发送给Source。
• Policy Engine开始PSTransitionTimer并评估Accept消息。
• 有3种情况:
  1. 如果预期在不同的(A)PDO之间电压将增加，Sink Port Current将减少到iSnkStdby。
  2. 如果不预期电压增加且INEW低于IOLD，则电流将减小到INEW。
  3. 如果不预期电压增加且INEW大于或等于IOLD，则Sink Port Current可以保持不变。

1. 步骤 3：

• 对于步骤2中的第一种情况，Policy Engine告诉Device Policy Manager指示电源将绘制的电流减小到iSnkStdby，在tSnkStdby（t1）内完成；t1应在tSrcTransition之前完成。Sink在过渡到并在新的功率水平上运行时，不得违反第7.2.6节“瞬时负载行为”中定义的瞬时负载行为。

4. 步骤 4：

• 在接收GoodCRC消息后的tSrcTransition时，Source开始切换到新的(A)PDO。
• Source应在tSrcReady（t2）内准备好在新的功率水平上运行。
• 电源通知Device Policy Manager已准备好在新的功率水平上运行。
• 电源状态传递给Policy Engine。

5. 步骤 5：

• Policy Engine在接收Accept消息后的tSrcTransReq内向Sink发送PS_RDY消息。
• Policy Engine从Source接收PS_RDY消息。

6. 步骤 6：

• Protocol Layer从Sink接收GoodCRC消息。
• Protocol Layer将GoodCRC消息发送给Source。
• Policy Engine停止PSTransitionTimer，评估来自Source的PS_RDY消息，并告诉Device Policy ManagerSource正在新的(A)PDO上运行。
• 如果在PSTransitionTimer超时之前未收到PS_RDY消息，则Sink发送Hard Reset信令。

7. 步骤 7：

• Sink可以在评估PS_RDY消息后的任何时候开始在新的功率水平上运行。这个时间间隔是不确定的。

8. 步骤 8：

• Sink在过渡到并在新的功率水平上运行时不得违反第7.2.6节“瞬时负载行为”中定义的瞬时负载行为。时间持续期（t3）取决于负载变化的幅度。

其他状态图参考USB英文文档，其中很多的电气参数，请参考原文档7.4小节。