El conector USB-C no es solo un puerto reversible, es la puerta de entrada para una revolución en la gestión de energía. Junto al protocolo Power Delivery (PD), se ha convertido en el estándar universal para cargar dispositivos, desde audífonos hasta laptops de alto rendimiento, logrando potencias que alcanzan hasta 240W con la especificación PD 3.1.
1. Arquitectura y Funcionamiento del USB-C PD
El corazón de este sistema es la negociación inteligente de energía, donde el cargador y el dispositivo acuerdan la cantidad exacta de voltaje y corriente necesaria.
A. La Diplomacia Digital: El Chip PD Controller
El proceso de carga no es fijo, sino que requiere una comunicación constante y bidireccional:
Chip Principal: La negociación es gestionada por un Controlador de Power Delivery (PD Controller), fabricado por compañías como Infineon (EZ-PD™ CCG Series) o Texas Instruments (TPS6598x Series).
Protocolo: Al conectar el cable, el voltaje inicial siempre es de 5V. El PD Controller, que se alimenta con estos 5V, utiliza las líneas de comunicación CC1 y CC2 (Configuration Channel) del conector USB-C para iniciar el diálogo.
Negociación de Voltaje: La laptop, actuando como Consumidor, solicita el voltaje de carga necesario (comúnmente 20V) al cargador (Fuente).
B. Los Administradores Internos
Una vez que el voltaje correcto (20V) ingresa a la laptop, otros chips toman el control:
Embedded Controller (EC): Este es el supervisor y traductor. Recibe la información del PD Controller ("hay 20V y 100W conectados") y la procesa para tomar decisiones de bajo nivel (como encender el LED de carga o activar los circuitos de potencia).
Charger IC (Circuito de Carga): Es el administrador de energía. Recibe los 20V y los transforma en el voltaje y la corriente adecuados para cargar la batería.
Vínculo con el BIOS: El EC comunica el estado del cargador y la batería al BIOS/UEFI a través del protocolo ACPI. El BIOS no negocia la carga, sino que establece las reglas del sistema (ej. limitar el rendimiento del CPU si el cargador es de baja potencia).
2. Diagnóstico de Fallas Comunes en el Circuito USB-C
El diagnóstico de fallas de carga en laptops sigue una ruta lógica, y el culpable suele ser el chip que falla en su respectiva etapa.
Falla Tipo 1: Falla de Comunicación (El Chip PD Está Mudo)
Este es el fallo más común: el cargador no pasa de 5V porque no hay diálogo.
Síntoma: 5V en el pin VBUS del conector, pero la laptop no enciende ni carga.
Diagnóstico: Medir el voltaje en las líneas CC1 y CC2.
Falla: Si se miden 0V fijos en CC1/CC2. El chip PD Controller no está enviando la solicitud de 20V.
Causa: El PD Controller (ej. CCG o TPS) está dañado o su circuito de comunicación está en corto.
Falla Tipo 2: Pérdida de Potencia (Falla en los Guardianes)
El voltaje se negoció correctamente, pero se pierde antes de llegar al Charger IC.
Síntoma: Se miden 20V en el puerto USB-C (PD Controller OK), pero 0V en la línea principal de la placa.
Diagnóstico: Medir el voltaje a través de los MOSFETs de Entrada (MFE).
Falla 2.1 (MOSFET Muerto): Si en el primer MOSFET entran ≈20V por el Source (Fuente) pero salen ≈0V por el Drain (Drenador). El MOSFET no conduce y está "abierto".
Falla 2.2 (Cortocircuito): El MOSFET se cierra por protección. Mide la resistencia a tierra en la línea VBUS; si es cercana a 0Ω (<5Ω), hay un cortocircuito severo en un condensador o un chip de potencia posterior.
Falla Tipo 3: Falla de Lógica y Carga (El Administrador Falla)
Los 20V llegan al Charger IC, pero la batería no recibe carga.
Diagnóstico A: Señal AC_OK: Mide el pin ACOK o ACDET en el Charger IC. Este pin debe indicar ≈3.3V para que el EC confíe en la alimentación. Si mide 0V, el Charger IC no confía en la entrada.
Diagnóstico B: Comunicación SMBUS: Mide las líneas de datos SDA y SCL en el conector de la batería.
Falla: Si miden 0V, la comunicación entre la batería y la placa está rota. La causa más común es un Embedded Controller (EC) defectuoso o no inicializado, ya que él gestiona el protocolo de la batería.
Falla Tipo 4: Sobrecarga (El Chip Policía)
El circuito se apaga inmediatamente porque detecta un consumo excesivo.
Uso de CS1/CS2: El Charger IC utiliza una pequeña resistencia de sensado de corriente (shunt resistor) para medir la corriente I mediante la Ley de Ohm (V=I×R).
Diagnóstico: Mide la caída de voltaje entre los pines CS1 y CS2 con el cargador conectado.
Falla: Si la caída de voltaje es muy alta (ej. >200 mV), el Charger IC asume una sobrecorriente y activa la protección, cortando la alimentación. Las causas pueden ser un cortocircuito parcial o una falla interna en el Charger IC o EC.
Resumen del funcionamiento atraves de una imagen
Fuente: ti. com
Saludos DevicePC
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