USB Type-C 240W:引领电源的未来!

2021-06-07 16:33:34 45


USB PD快充标准重大更新



近日,通用串行总线(USB)标准组织USB-IF宣布修订USB PD协议3.1规范,将USB Type-C最大功率从100W(20V,5A)提升至240W(48V、 5A)。


同时,USB Type-C规范也更新了2.1版本,以定义240W电缆的要求,满足更大充电功率的应用需求。这是自2019年8月USB Type-C 2.0规范之后,USB标准组织对USB-C接口的机械电子特性做出的重大修订。



USB-IF组织更新的v2.1版本USB Type-C线缆和接口标准中,充电功率最高可达240W,并被命名为扩展电力范围(Extended Power Range),比起目前的最高100W高出一倍之多。不过,想要支持240W PD,需要全新的USB-C线缆。


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新的USB PD协议规定了一个更加严格的充电协议,特别是功率在100 ~ 240W范围内的产品(相对功率更低)更加严格。

USB PD协议3.1规范新特点:


1)新增三种固定电压:

  • 28V电压,用于100W以上;
  • 36V电压,用于140W以上
  • 48V电压,用于180W以上

加上之前定义的5V、 9V、 15V、 20V固定电压。

2)一种新的可调电压模式

可根据可用功率从15V到三个最大电压(28V、36V或48V)中的一个。


应用范围广,万物皆可充



USB PD3.1标准推动电源行业进入“万物皆可充”时代,让USB PD快充标准的适用范围越来越广泛。

图片来源:充电头网

比如对于游戏本、显示器这类设备而言,大部分充电电压都在20V以下,在应用USB PD3.1快充标准时,只需要在电脑输入端增加一个降压电路即可满足100W以上大功率充电的要求。

而对于电动工具、电动自行车、工业电源这类多串锂离子电池设备或者需要高电压供电的设备来说,由于多串电池组的高电压特性,可以直接通过USB PD3.1的拓展功率范围的电压与之适配。

USB PD3.1标准进一步提升了USB PD快充标准的通用性,电压和功率范围覆盖了笔记本电脑、显示器、电动工具、工业电源、服务器等产品,真正做到了“万物皆可充”。同时也将带来USB Type-C接口大一统的局面。USB Type-C接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度以及更强悍的电力传输。


得益于USB Type-C接口集成了数据、电源、视频、音频、网络等各种功能,目前已被广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式主机、显示器等智能硬件设备以及充电器、移动硬盘、耳机、U盘、移动电源、数据线、相机、剃须刀等众多配件产品中。

USB PD3.1标准将进一步拓展USB Type-C接口在显示器、服务器、电动工具、安防POE供电、直流电机等领域的应用。

QC快充与PD快充



目前主流的快充有两种,一种是高通主导的QC快充,另一种就是PD快充了。


技术

Quick Charge (QC)

USB Power Delivery (PD)

开发商

高通Qualcomm

USB开发者联盟

徽标LOGO

 

 

历史版本

QC 1.0/2.0/3.0/4/4+/5

PD 1.0/2.0/3.0/3.1

最大输出功率

100W

240W

通讯协议

Quick Charge

USB PD 3.0相容

USB PD

Note

只要是支持QC快充技术,并取得认证的充电器,均可在机壳上看到它的LOGO。

只要取得USB-PD认证,就可以看到相应的LOGO。


QC快充


Quick Charge™ (QC)快充为高通公司所研发的快充技术,只要有搭载旗下晓龙™Snapdragon系统晶片的安卓手机,皆可使用其快充技术。除了支持多款采用晓龙™Snapdragon处理器的手机之外,也支持部分其他品牌的处理器。


技术
电压
电流
最大功率发布日期
QC1.0
5V2A10W2013年
QC2.0 5V,9V,12V2A、1.67A 18W2014年
QC3.03.6V到20V,200mV的动态增量2.5A或4.6A22W2015年
QC4.05V,9V3A
4.7A~5.6A

28W
2016年
QC4.0+ 5V、9V(USB-PD)

3V至5.9V或3至11V,20mv增量(以USB-PD 3.0可编程电源供应器)

3.6V至20V,200mv增量(QC充电器)
3A(USB-PD)
2.5A或者4.6A(QC)
28W2017年
QC55V、9V、12V、15V、20V3A、5A或>5A>45W2020年

USB PD快充


它是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范。该规范可实现更高的电压和电流,输送的功率最高可达240W,并可以自由的改变电力的输送方向。


从USB充电标准的发展历程可见,在USB PD快充标准发布之前,大部分设备都是通过BC1.2协议充电,充电功率也仅有7.5W,使用范围也仅限于手机、数码相机等产品,即使用于电池容量极小的功能机充电,通常也需要2-3小时才能完成。

直到USB PD2.0规范发布,规定了USB-C为标准接口,并实现了最大100W的快充功率,应用范围从传统的功能手机拓展到智能手机、笔记本电脑、部分显示器等产品领域。但不得不承认,7年前引以为傲的100W功率,如今已经成为了限制USB PD快充发展的短板。

USB PD3.1标准的推出,不仅将充电电压标准提升到了48V,输出功率也提升至240W,这也就让USB PD快充标准的适用范围加大不少。

总结



目前USB-C最高输出功率为100W,在笔记本电脑行业中,100W的功率仅能覆盖到大部分的轻薄本。虽然一些高性能游戏本也支持了PD协议,但只能用于充电,100W远不能满足显卡+CPU的功耗,而升级到240W后,基本可以满足大部分笔记本充电需求。这意味着以后携带一款充电器就可以满足手机、平板和笔记本充电需求,可以大大提升便携性,因此我们预测 Type-C新标会加速普及。不过,在新的规格标准下,用户需要新的USB充电头以及USB Type-C线才可以达到240W的充电功率。USB-IF表示,“所有新的EPR线材在外观上都应该拥有明显的标示。”要达到240W的标准,一条USB Type-C线材需要支持5A 50V的电压及电流。所以新标也会带动整个充电领域供应链的更新。我们会密切关注新标的发展,欢迎大家关注我们的微信号了解最新电源动态信息。



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