USB Power Delivery 3.2 사양 업데이트 및 인증 테스트 주요 내용

Author: Ramix Chang 張丞雅

기술의 발전과 함께 USB PD(USB Power Delivery)에 대한 요구 사항도 자연스럽게 높아지고 있습니다. 이 문서에서는 최신 USB PD 3.2 사양 업데이트와 함께, 개발자와 제조업체가 주목해야 할 주요 테스트 항목들을 정리합니다.

USB PD 3.2 사양 업데이트 및 버전 관리

• VIF(공급업체 정보 파일)의 PD 사양 버전은 해당 제품의 펌웨어 버전과 일치해야 합니다.
  사양을 충족하지 못하면 USB-IF 인증을 받을 수 없습니다.
• 2023년 10월 공식 발표된 USB PD 3.2 v1.0 이후, 2025년 4월 기준 적용 중인 관련 업데이트는 다음과 같습니다:
  
  • USB Power Delivery Specification R3.2 V1.1
  • USB Power Delivery Compliance Test Specification, Q4 2024
  • USB Type-C® Cable and Connector Specification, Release 2.4

테스트는 이 최신 버전을 기준으로 수행되어야 하며, 제품이 현행 사양을 충족하는지를 검증합니다.

인증 유예 기간 안내
USB-IF는 제조업체의 전환 부담을 줄이기 위해,

• 실리콘 제품: 18개월
• 최종 제품: 24개월
  의 유예 기간을 제공합니다.
  USB PD 3.1 인증 제품의 경우, 2026년 3월까지 유예되며, 이는 R3.1 V1.8 사양까지 적용됩니다.

주요 날짜는 다음과 같습니다.

주요 테스트 항목 정리

1. Fast Role Swap (FRS):
   • FRS는 전원 공급 장치의 변경 시 전원 공급을 중단하지 않고 역할을 빠르게 전환함으로써 전원 안정성과 연속성을 높입니다.
   • FRS 초기 싱크 테스트는 필수 항목이며, GRL 또는 Teledyne LeCroy 솔루션을 통해 수행해야 합니다.
   • While FRS Initial Source test cannot be certified yet, GRL-C2 EPR and Lecroy instruments assesses for test items, allowing manufacturers to perform internal testing themselves.
   • 초기 소스 테스트는 아직 인증 불가지만, GRL-C2 EPR 및 Lecroy Instruments 장비로 제조사 자체 내부 테스트가 가능합니다.

1. Adjustable Voltage Supply (AVS):
   • AVS는 USB PD 3.1/3.2에 도입된 기능으로, 전원 장치가 출력 전압을 범위 내에서 정밀하게 조정할 수 있게 합니다.
   • 기존 고정 전압(5V/9V/15V/20V)과 달리, 동적 전압 제어를 통해 에너지 효율 인증 및 안전 요건에 유리합니다.
   • 주요 적용 분야: 노트북, 모바일 디바이스, 고속 충전 시스템 등.
   • AVS 관련 사양
     • 2024년 3분기 CTS 버전에 반영됨
     • 27W 초과 제품은 SPR AVS 모드 지원 필수
     • SPR AVS 전압 범위:
       
       • 9~15V (최대 45W 소스용)
       • 9~20V (45W 초과 소스용)
       • 전압은 100mV 단위로 조정 가능

본 내용은 USB Power Delivery Spec R3.2 V1.1.에서 발췌하였습니다.

3. Shared Capacity or Shared Power:

• • 자세한 내용은 USB Type-C 케이블 및 커넥터 사양 R2.4의 섹션 4.8.6: USB Type-C® 다중 포트 충전기 설명을 참조하십시오. (Download link)
  • 제품에 2개 이상의 포트가 있으며 공유 전력을 지원하는 경우, USB PD 규정 준수 인증에 Shared Capacity Interoperability Test를 추가해야 합니다. 테스트 소프트웨어에 대한 세부 사항은 GRL 공식 웹사이트를 참고하십시오. (Website)
  • 공유 전력 공급(Shared Capacity Power Delivery) 제품은 다음 요건을 충족해야 합니다:
    
    • Discover Identity 응답 메시지를 구현해야 하며,
    • DFP VDO를 제공해야 합니다.
    • DFP VDO의 포트 번호 필드는 VIF의 Port_Label 필드와 일치해야 합니다.
    • 연결되지 않은 USB Type-C® 포트는 사전에 7.5W의 전력을 예비할 필요는 없지만, 디바이스가 연결되면 3초 이내에 최소 7.5W의 전력을 공급해야 합니다.
  • 테스트 요구사항:
    • BIST Shared Capacity Enter Mode 및 Exit Mode 명령을 실행해야 합니다.
    • 테스트 중에는 **단일 포트 전력 할당 상태(Assured Port)**를 시뮬레이션하기 위해 동적 전력 공유 전략을 일시적으로 비활성화해야 합니다.
    • 전력 재분배 시에는 하드 리셋(Hard Reset), 에러 복구(Error Recovery), 또는 비활성화(Disabled) 상태를 사용해서는 안 됩니다.
  • 공유 전력 분배 예시 (자세한 내용은 USB Type-C® 사양 표 4-23 참조)
    • 높음 → 낮음 할당 (High to Low Allocation):
      가장 먼저 연결된 포트는 최대 PD 전력(PDP)을 우선 할당받고,
      이후 연결된 포트는 남은 전력 범위 내에서 할당받습니다.
    • 균등 분배 (Even Distribution):
      두 개의 포트가 연결된 경우, 각 포트에 최대 PDP의 절반이 할당될 수 있습니다.

본 내용은 USB Type-C® 케이블 및 커넥터 사양 R2.4에서 발췌하였습니다.

4. Extended Power Range (EPR):

• • EPR 테스트 프로그램은 다음과 같은 제품 범위를 포함합니다:
    • 하나의 EPR 소스 포트와 여러 개의 SPR 소스 포트를 지원하는 제품
    • 여러 개의 EPR 싱크 포트를 지원하는 제품
  • 단, **다중 EPR 소스 포트(Multiple EPR Source Port)**에 대한 공식 인증 테스트는 아직 승인되지 않았습니다.

USB PD 3.2 사양 및 주요 테스트 항목 요약

USB PD 3.2를 통한 향상된 전력 지원

USB PD 3.2 사양은 전원 공급의 안정성, 유연성, 다중 포트 디바이스 지원을 한층 강화했으며, FRS, AVS, 공유 전력, EPR 등 주요 기술에 대한 명확한 테스트 요건을 제시합니다.

27W를 초과하는 USB PD 디바이스를 설계할 때는 AVS 구현 및 인증 요건에 특히 주의를 기울여야 하며, USB-IF의 최신 테스트 정책 및 유예 기간 일정도 반드시 숙지해야 합니다.

자동화 테스트 도구의 발전에 따라, 향후 인증 절차는 더욱 정교하고 엄격해질 것이며, 이는 제품이 시장에 성공적으로 출시될 수 있는지를 결정짓는 핵심 요소가 될 것입니다.

References

• USB Power Delivery Specification R3.2 V1.1
• USB Power Delivery Compliance Test Specification, Q4 2024
• USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.4
• USB Type C Functional Test Specification, Revision 0.91

Author

GRL 대만 엔지니어 Ramix Chang
Ramix Chang은 국립 교통대학교(National Chiao Tung University)에서 석사 학위를 취득한 후, 약 3년간의 테스트 경험을 바탕으로 Thunderbolt PD, USB-IF PD 규격 등 다양한 테스트 표준에 익숙합니다. 현재 GRL 대만 지사에서 USB PD 테스트를 담당하고 있으며, 고객이 인증을 보다 원활하게 받을 수 있도록 테스트 관련 이슈에 대해 적극적으로 지원하고 있습니다.