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USB Type-C、電源傳輸和可編程電源的區(qū)別
來(lái)源:m.yuqiyey.com | 作者:wonplug | 發(fā)布時(shí)間: 2021-05-10 | 3404 次瀏覽 | 分享到:
  自1996年以來(lái),USB(通用串行總線(xiàn))的體系結(jié)構(gòu)一直用作連接器及其相關(guān)信號(hào)和電源傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。在此期間,為了提高采用這些標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)的性能,對(duì)規(guī)范進(jìn)行了許多更改。適用于電源設(shè)計(jì)的最新發(fā)展包括USB Type-C連接器,USB Power Delivery規(guī)范和USB Programmable Power Supply規(guī)范。這些增強(qiáng)功能使USB成為提供電源的絕佳選擇,而在過(guò)去,USB主要是電源能力有限的數(shù)據(jù)和信號(hào)提供者。在本文中,我們將討論USB Type-C,USB Power Delivery和USB可編程電源之間的關(guān)系,以及它們與電源的關(guān)系。
  
  USB Type-C:是標(biāo)準(zhǔn)化的USB連接器;好處包括緊湊,時(shí)尚和可逆的設(shè)計(jì)。
  
  USB Power Delivery:是一項(xiàng)規(guī)范,它允許負(fù)載和電源協(xié)商多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Power Delivery水平。 USB Power Delivery將USB的供電能力提高到100 W,在為多個(gè)設(shè)備供電時(shí)特別有用。
  
  USB可編程電源:是USB Power Delivery的補(bǔ)充規(guī)范,描述了負(fù)載和電源如何通信以達(dá)到遞增的Power Delivery級(jí)別。此功能對(duì)電池充電特別有用。
  
  USB Type-C連接器
  
  USB Type-C(也稱(chēng)為USB-C)連接器設(shè)計(jì)是對(duì)稱(chēng)的,因此可以通過(guò)任何一種方式插入,這意味著沒(méi)有右側(cè)或頂部或底部顛倒。和USB連接器設(shè)計(jì)相比,這使插頭可以更快,更輕松地插入。 使用以前的連接器設(shè)計(jì)時(shí),要求用戶(hù)目視檢查連接器以確定正確的方向,或者通過(guò)反復(fù)嘗試的過(guò)程將連接器插入; 造成輕微的不便。 USB Type-C插頭的另一個(gè)功能是具有圓角的邊緣,這在插入插頭時(shí)具有自對(duì)準(zhǔn)特性的優(yōu)點(diǎn)。
  
TYPE-C轉(zhuǎn)換器
  
  USB Type-C插頭旨在提供中等水平的功率(小于100 W),并且與小插頭相關(guān)的規(guī)格使電源可以傳送到各種緊湊型電子產(chǎn)品。使用USB連接器進(jìn)行電源和信號(hào)傳輸?shù)囊粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它是一種復(fù)雜的設(shè)計(jì),相對(duì)而言開(kāi)發(fā)成本較低。這主要是由于在全球范圍內(nèi)廣泛采用連接器而獲得的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該系統(tǒng)已通過(guò)大量用戶(hù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的驗(yàn)證,這意味著該設(shè)計(jì)已證明其可靠性,并且極少出現(xiàn)未知操作問(wèn)題的可能性。重要的是要注意,由于USB Type-C提供的復(fù)雜性和速度,USB Type-C的價(jià)格通常會(huì)比上一代USB連接器高。然而,隨著USB C型連接器變得越來(lái)越普遍,預(yù)計(jì)成本會(huì)相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整。
  
  不合格的USB Type-C應(yīng)用
  
  由于設(shè)計(jì)時(shí)尚,體積小和成本低,設(shè)計(jì)人員可能選擇使用USB Type-C連接器,但決定不符合USB Power Delivery標(biāo)準(zhǔn)。只要不合格電源的電壓為5 V,并且最大負(fù)載電流規(guī)格小于連接器的5 A額定值,那么使用不合格設(shè)計(jì)導(dǎo)致設(shè)備損壞的可能性就會(huì)很小。如果不合格的電源提供的輸出電壓大于5 USB的傳統(tǒng)USB電壓,則存在損壞負(fù)載的巨大風(fēng)險(xiǎn)。
  
  USB Type-C,供電和3.1 Gen 2之間的關(guān)系
  
  USB Type-C連接器與USB 3.1 Gen 2和USB Power Delivery緊密相關(guān)。這通常使人們對(duì)Type-C,3.1 Gen 2和USB Power Delivery概念之間的關(guān)系感到困惑。重要的是要注意,盡管這些概念相互關(guān)聯(lián)并相互補(bǔ)充,但它們是獨(dú)立的。設(shè)備或電源可以使用USB連接器,而不能實(shí)現(xiàn)USB 3.1 Gen 2或USB Power Delivery。
  
  重要的是要注意,USB協(xié)議可以使用除指定的USB連接器以外的其他連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)。客戶(hù)可能選擇利用USB數(shù)據(jù)和電源協(xié)議來(lái)利用USB已經(jīng)部署的超大型開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證工作,但不使用USB標(biāo)準(zhǔn)化連接器來(lái)創(chuàng)建專(zhuān)有系統(tǒng)。
  
  USB供電
  
  USB的目標(biāo)之一是保持規(guī)范的舊版本和新版本之間的互操作性。 在先前版本的USB標(biāo)準(zhǔn)中,傳送的電壓指定為5V。USB Power Delivery標(biāo)準(zhǔn)允許傳送的電壓為5 V、9 V、15 V或20 V,并且功率級(jí)別最高為100W。
  
USB插頭轉(zhuǎn)換器廠(chǎng)家
  
  USB Power Delivery建立了操作協(xié)議,以確保最新USB版本中可用的更高電壓不會(huì)損壞設(shè)計(jì)用于5 V操作的舊設(shè)備。 為了防止此類(lèi)損壞,USB Power Delivery要求合格的設(shè)備以最初向負(fù)載提供最大900 mA的5 V電壓。 負(fù)載與電源之間的通信可以建立更高的最大負(fù)載電流和更高的工作電壓。 如果在連接負(fù)載和電源后沒(méi)有通信,則電源配置將保持最大負(fù)載電流容量為5 V和900 mA。 如果負(fù)載與電源之間的通信在建立后丟失,則電源將安全地恢復(fù)為5 V和900 mA配置。
  
USB轉(zhuǎn)換插座  
  USB Power Delivery指定的功率級(jí)別
  
  USB供電應(yīng)用
  
  當(dāng)產(chǎn)品復(fù)雜且價(jià)格昂貴時(shí),USB Power Delivery可以創(chuàng)建可用于為多個(gè)產(chǎn)品供電的單個(gè)電源的優(yōu)勢(shì)將是最大的好處。 USB Power Delivery應(yīng)用程序的一個(gè)示例是用于為手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、智能手表和耳塞充電的電源。 所有這些產(chǎn)品都足夠復(fù)雜,以至于可以增加與電源通信的成本和復(fù)雜性。 另外,用戶(hù)可能在他們期望為其提供功率的車(chē)輛、房間、辦公室或旅行中,但是不同功率負(fù)載的混合將很難預(yù)測(cè)。 在這些情況下,USB Power Delivery電源將與每個(gè)設(shè)備協(xié)商以提供該負(fù)載所需的正確電壓和電流配置。
  
  type-c旅行轉(zhuǎn)換器
  雖然聲稱(chēng)USB Power Delivery可以實(shí)現(xiàn)更快的電池充電的說(shuō)法沒(méi)有錯(cuò),但它們可能會(huì)被誤解。電池充電所需的時(shí)間受電池的結(jié)構(gòu)和電源的供電能力限制。如果電池的充電受充電器的功率傳輸能力而不是電池結(jié)構(gòu)的限制,那么實(shí)施USB Power Delivery將縮短為電池充電所需的時(shí)間。當(dāng)兩個(gè)電源的電源輸出容量相同時(shí),與固定輸出電源相比,USB Power Delivery不會(huì)減少充電時(shí)間。
  
  對(duì)于USB供電來(lái)說(shuō),可能不太合適的產(chǎn)品是那些不太復(fù)雜且價(jià)格相對(duì)較低且功耗要求相對(duì)較低的產(chǎn)品。較便宜的產(chǎn)品可能無(wú)法承受設(shè)計(jì)和制造成本,這是因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)置了USB Power Delivery功能,以便與電源進(jìn)行通信。在大多數(shù)選擇電源為負(fù)載供電的應(yīng)用中,僅根據(jù)負(fù)載需求選擇電源容量。如果指定了更高容量的電源,則電源中的多余容量將導(dǎo)致電源的尺寸和成本大于所需的容量。 USB供電源的供電容量必須設(shè)計(jì)為提供可配置源的最大額定功率。可以通過(guò)USB Power Delivery源或較小的Power Delivery源供電的輕負(fù)載系統(tǒng)將招致使用USB Power Delivery源的成本和尺寸方面的損失。
  
  USB可編程電源
  
  與傳統(tǒng)協(xié)議和USB Power Delivery協(xié)議相比,USB Programmable Power Supply協(xié)議提供了更好的電源控制。 USB電源傳輸操作協(xié)議控制著USB電源如何提供離散電壓電平,而USB可編程電源操作協(xié)議則建立了在粒度級(jí)別上控制電源輸出電壓和電流特性的能力。
  
  USB可編程電源應(yīng)用
  
  USB可編程電源提供的一種需要對(duì)電壓和電流進(jìn)行精細(xì)控制的常見(jiàn)應(yīng)用是電池充電。在常規(guī)的電池充電器拓?fù)渲校妷涸幢皇┘拥诫姵爻潆娍刂齐娐罚⑶蚁到y(tǒng)的輸出提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏饕詫?duì)電池充電。當(dāng)將電池充電電壓和電流特性標(biāo)準(zhǔn)化時(shí),此方法效果很好,因此電池充電電路可以成為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。對(duì)于需要為電池定制電壓和電流充電曲線(xiàn)的應(yīng)用,則USB可編程電源可能是更好的解決方案。使用USB可編程電源電源,負(fù)載將監(jiān)視電池的狀態(tài)并向電源提供命令,以使電池以正確的電壓和電流曲線(xiàn)充電。需要注意的是,當(dāng)USB可編程電源配置用于電池充電時(shí),開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和測(cè)試電池充電算法和電路,而當(dāng)選擇標(biāo)準(zhǔn)電池充電電路時(shí),則需要電池供應(yīng)商充電電路已完成大部分或所有這些任務(wù)。
  
  結(jié)論
  
  USB Type-C連接器和USB Power Delivery規(guī)范對(duì)USB標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重大改進(jìn)。雖然實(shí)施完整的標(biāo)準(zhǔn)將允許大大增強(qiáng)系統(tǒng),但是僅實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的一部分也可以實(shí)現(xiàn)顯著的收益。預(yù)計(jì)USB Type-C連接器將因其體積小,設(shè)計(jì)改進(jìn)和連接器成本低等優(yōu)點(diǎn),被用于許多傳統(tǒng)的5 V供電應(yīng)用中,負(fù)載電流要求為5 A或更小。

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