画Type-C原理图？5.1K下拉电阻搞定了，那Type-C的真正实力该亮出来了。

你可能会想：PD我懂，快充嘛。USB我也懂，传数据嘛。PDUSB？把俩加一块儿了？

没错，PDUSB = USB通信 + PD功率传输，两者二合一。但这个结合不是简单的边充电边传数据，而是用同一根线、同一个接口，动态协商：现在谁供电、供多少、数据怎么跑。

先捋一下基本概念

PDUSB并不是一种新的接口形状。它就是在Type-C接口上，同时实现了USB数据传输和PD功率传输。

以前USB 2.0时代，5V 500mA，啥也别谈，插上就是固定值。后来BC1.2，最高能到5V 1.5A，但也就是简单识别一下，稍微提高了功率。

再后来PD来了：5V、9V、15V、20V、28V、36V、48V……电流能到5A，功率最高240W。

而PDUSB，就是结合了PD功能的USB接口。

PDUSB是怎么来的？

你可能会问：PDUSB是怎么来的？前面说了，PDUSB=USB+PD。

USB数据传输，这个一直有，Type-C本来就能传数据。PD功率传输，这个后来加的，让Type-C能动态供电。

那他们是怎么走到一起的？两个原因。

第一个：USB-C一统江湖了。

上到笔记本大功率充电，下到电动牙刷这种小设备，大家都在Type-C上塞功能。你想省体积、省接口数量，就必须让一个口既能供电又能传数据。

以前一个设备要两个口，一个充电，一个传数据。现在一个Type-C就能全搞定，确实方便了很多。

第二个：PD协议本身成熟了。

从PD 2.0到PD 3.2，电压从5V一路干到48V，功率到了240W。协议稳了，厂商才敢用。

这两个条件凑齐，USB-C口既能传高速数据又能动态供电，就成了自然而然的事。

PDUSB的工作过程

PDUSB的工作，按时间顺序分为以下几个阶段。下面咱们逐一拆解。

阶段一：连接检测，物理层握手

当两个USB-C设备物理插接时，CC线首先承担连接检测功能。这正好承接了我之前两篇文章讲的内容。

阶段二：能力广播，Source宣告自己能给什么

连接检测完成后，Source知道自己要供电了。它会通过CC线发送第一条数据消息——Source Capabilities，用于声明其供电能力。

消息里包含一组 PDO（Power Data Object，功率数据对象）。每个PDO描述一档电压和电流组合，例如：5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A。这些消息通过BMC编码在CC线上串行发送。

阶段三：请求与协商，Sink挑选档位

Sink收到Source Capabilities后，会从里面挑选一个自己需要的档位，并发送Request消息回去。

Sink根据自身需求（如电池电量）选择一个PDO。它可以请求该PDO下的更低电流（比如PDO是20V/5A，但Sink只需要20V/2A）。Sink发送RDO，明确告诉Source自己的需求。Source收到后检查自己能否满足。如果可以，就回复Accept

。双方确认后，Source开始调整输出电压到请求值。

阶段四：供电就绪，开始干活

Source的输出电压稳定后，会发PS_RDY（Power Supply Ready）消息通知Sink。

Source内部DC-DC或电源管理单元完成电压调整，稳定在请求值。通过CC线发送PS_RDY控制消息。Sink收到后，才开始从VBUS总线上拉取电流。至此，大功率供电正式开始，同时USB数据通道也可正常工作。

那USB数据是怎么跑的？

讲完供电，咱们再来说说USB数据通信。

在Type-C接口中，PD协商和USB数据传输走的是两套完全独立的通道。CC线专门跑PD协议，负责电压电流协商和角色识别；而D+/D-或TX/RX差分对专门跑USB数据，负责文件传输、音视频等。这两套通道物理隔离，互不干扰。

所以即使在PD协商过程中，比如从5V切换到20V的时候，USB数据通信依然可以正常进行，不会中断。连接初期VBUS默认5V供电，USB数据按线缆能力正常传输；PD协商进行中，CC线上在跑PD报文，同时TX/RX线上可能正在传文件或输出视频，两边各忙各的；协商完成后VBUS切换到更高功率，数据通道仍走原来的高速信号线，没有任何干扰。

阶段五：动态重协商与角色交换

以上四个阶段，PDUSB握手基本完成了，其实还有一个阶段，也就是在供电过程中，Sink可以随时发起重新协商，比如从快充切换到普通充电以降低功耗。更高级的应用还可以交换供电角色。

角色互换的转换图

动态重协商：Sink在供电过程中发送一个新的Request消息，Source回复Accept，然后Source调整输出电压，再次发送PS_RDY。

角色互换：任意一方发起供电角色交换（PR_Swap）或数据角色交换（DR_Swap）。双方通过一系列消息确认后交换角色，原来的Source变成Sink，原来的Sink变成Source。整个过程不用拔线，物理连接不变。

PDUSB的硬件方案

了解了工作过程，咱们再来看看实际应用中怎么实现PDUSB。

在早期想玩PDUSB挺折腾的。你得有一颗带USB的MCU，再另外挂一颗独立的PD控制器。两颗芯片，板子面积大一截，BOM成本上去一截，调试的时候还得两边对协议。

这几年情况变了。有厂商开始把USB和PD做到一颗MCU里。

比如大家都比较熟悉的一家专业做USB芯片的公司——南京沁恒。

他们在USB上积累很久了。早在2021年，就在通用MCU里集成了480Mbps高速USB 2.0 PHY。PD这边呢？他们从2018年就开始做PD产品线，PHY也是自研的。把这两块放到一颗MCU里，就是顺理成章的事。

所以现在沁恒有一批MCU，直接带PDUSB接口。你选一颗，USB通信和PD功率协商都搞定，不用外挂。

打开他们公司官网，就可以找到一些带了PDUSB接口芯片，仔细一数有10多款，下面截取了部分截图。

咱们随意挑几个看看：

• CH32H417：双核，带USB3.0，适合复杂系统；

• CH32X315：4个高速ADC，带USB3.0，适合数据采集；

• CH32X035：基础款，性价比高。

从基础的PDUSB应用，到带预驱的电机驱动，到双核、USB3.0，覆盖得很广。

而且它们的共同特点是：集成度高。你不需要在外面再挂一颗USB PHY或独立PD控制器，一颗芯片就可以搞定大部分工作。此外沁恒还有一些支持PDUSB的接口芯片，比如支持Type-C和反向100W快充的USB3.0七口HUB芯片CH637、四口HUB芯片CH634。

总结

PDUSB用途广泛，在智能焊接工具，便携显示器，Type-C扩展坞，智能家居等生活场景下用的非常多。小型化、单接口多功能、灵活换角色，这就是PDUSB的使用价值。

对咱们硬件工程师来说，它的价值很明显：少一个器件、少一条线、少一份折腾。

而沁恒这类公司做的，无非是把本来需要两颗甚至三颗芯片才能搞定的事，用自研PHY和多年USB积累，揉进一颗MCU里。你不用关心他们具体是怎么做的，你只需要知道：选一颗带PDUSB的MCU，你的板子可以更小、系统整合度更高、调试更省心。