基于USB的電源的吸引力及USB Type-C傳輸憑證

USB接口已經(jīng)成為電子硬件的功能很長一段時間了-現(xiàn)已進(jìn)入第四個十年。多年來，它的作用不斷發(fā)展。最初，它是為簡單的計算機外圍設(shè)備（鍵盤，鼠標(biāo)，條形碼讀取器，閃存驅(qū)動器等）提供電源和數(shù)據(jù)的一種方式。除了所支持的數(shù)據(jù)速率的大幅提升外，人們開始更加重視其電源傳輸能力。因此，它獲得了為消費者空間中的各種產(chǎn)品（例如智能手機，平板電腦等）充電所需的當(dāng)前承載能力。近年來，與大功率USB技術(shù)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的到來意味著照明，電動工具，家用電器以及一系列其他設(shè)備現(xiàn)在可以解決。 ?

除了見證其運行性能參數(shù)的提高外，USB互連的物理形式也在不斷發(fā)展。USB Type-C的到來帶來了更緊湊，更直接易用的設(shè)計理念-擁有早期類型令人沮喪地缺乏的雙向便利性。

定義USB

定義USB連接器的共有三種協(xié)議，盡管它們之間有很多相互關(guān)聯(lián)的協(xié)議。這些處理連接器本身的物理形式，其數(shù)據(jù)傳輸功能和電源傳輸功能。其中的第一個以類型（A，B，Micro B，C等）表示，而后兩個則取決于適用的USB世代（1.1 Full Speed，2.0 High Speed，3.0 SuperSpeed，3.1 SuperSpeed + ， 等等。）。因此，僅因為使用USB Type-C并不一定意味著支持USB 3.0數(shù)據(jù)傳輸速率。相反，對于工程師來說，使用不是公認(rèn)的USB類型的連接器來實??現(xiàn)USB 3.2協(xié)議是可行的。

當(dāng)我們查看USB Power Delivery（PD）規(guī)范時，情況也類似。該規(guī)格的3.0版能夠承受高達(dá)5 A的電流，允許USB Type-C互連傳輸驚人的100 W功率。盡管它們通常彼此緊密相關(guān)，但不應(yīng)將USB PD規(guī)范和連接器類型視為可互換的術(shù)語。功率的傳輸最終由充電電路控制-它僅受連接器的電流和電壓額定值限制。

除此之外，使用USB Type-C連接器可以提高功率水平，從而擴大了受益于它的潛在應(yīng)用范圍。在許多情況下，它有可能能夠取代設(shè)備的常規(guī)DC電源電纜-帶來的優(yōu)勢包括更大的便利性，更緊湊的外形尺寸和更高的耐用性（例如，可以完成10,000個配合循環(huán)）。 ?

基于USB的電源的吸引力

從電源交付的角度來看，與USB相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化以及無與倫比的普遍性已被證明都是巨大的優(yōu)勢。表1列出了不同USB選件的承載能力。USB Type-C已經(jīng)獲得了不可思議的普及，現(xiàn)在已成為許多現(xiàn)代電子產(chǎn)品的通用互連。通過不再需要為每個設(shè)備充電的不同專有電纜的隨機收集，這減輕了用戶過去的煩惱。從OEM的角度來看，USB的普遍存在也可能是有利的。通過擁有穩(wěn)定的供應(yīng)鏈以及可靠的互操作性，可以避免潛在的設(shè)計集成挑戰(zhàn)。

表1：不同世代USB的供電能力

隨著USB供電機會的不斷涌現(xiàn)，CUI設(shè)備現(xiàn)在提供60 W和100 W額定功率的USB Type-C插座，僅用于電源操作。這些是專門針對不需要數(shù)據(jù)傳輸且唯一的功能是電力傳輸?shù)那闆r而優(yōu)化的。對于額定功率為60 W的插座，所有16個數(shù)據(jù)觸點和2個接地觸點均已卸下，因此僅剩下4個電源觸點和2個接地觸點。對于額定功率為100 W的插座，保留了所有4個電源和接地觸點，以補充8個觸點。

圖1：顯示CUI設(shè)備的6觸點和8觸點僅供電USB Type-C插座的示意圖。

消除了16個數(shù)據(jù)觸點，大大簡化了連接器的設(shè)計，從而降低了成本。更少的觸點也減少了潛在故障的機會。盡管對觸點布置進(jìn)行了這些修改，但這些插座仍將與標(biāo)準(zhǔn)USB Type-C電纜連接，因此無需考慮額外的工程開銷。

應(yīng)該注意的是，在沒有任何數(shù)據(jù)傳輸引腳的情況下，不會發(fā)生通常會發(fā)生的USB PD 3.0協(xié)商過程。充電設(shè)備將默認(rèn)使用5 V和1 A的標(biāo)準(zhǔn)USB參數(shù)。在所有其他情況下，僅由電源供電的USB Type-C連接器將像其他任何電源插孔一樣工作，且適配器/充電電路決定了其充電方式。

結(jié)論

隨著USB PD規(guī)范最新版本的問世，很明顯USB Type-C連接器有潛力滿足廣泛的電源需求。但是，必須注意，其他選項仍然需要可用。由于限制了USB功率水平，因此無法在超過100 W的系統(tǒng)中使用該技術(shù)。此外，USB Type-C的標(biāo)準(zhǔn)化占位面積可能不適用于某些需要更具體尺寸規(guī)格的情況。直流電源連接器和其他專用電源連接器將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。CUI設(shè)備提供直流電源連接器和最新的僅電源USB Type-C插座，這是滿足電源需求的有趣解決方案。