USB Type-C的电力传输凭证

长期以来，USB 接口一直是电子硬件的一个特征——现在已经进入第四个十年。多年来，它的作用不断发展。起初，它作为一种为简单的计算机外围设备（键盘、鼠标、条形码阅读器、闪存驱动器等）提供电源和数据的方式。除了支持的数据速率大幅提升外，还开始更加重视其供电能力。因此，它获得了为消费领域内的各种产品（例如智能手机、平板电脑等）充电所需的电流承载能力。近年来，与高功率 USB 技术相关的标准的出现意味着现在可以解决照明、电动工具、家用电器和一系列其他设备的问题。

除了见证其操作性能参数的提升外，USB 互连的物理形式也在不断发展。USB Type-C 的到来带来了更紧凑和直接使用的设计理念——拥有早期类型令人沮丧地缺乏的双向便利性。

定义USB

定义 USB 连接器的协议有 3 种不同但非常相关。这些处理连接器本身的物理形式、数据传输能力和电力传输能力。其中第一个由类型（A、B、Micro B、C 等）表示，而后两个取决于适用的 USB 代（1.1 全速、2.0 高速、3.0 超高速、3.1 超高速 + ， 等等。）。因此，仅仅因为使用 USB Type-C 并不一定意味着支持 USB 3.0 数据传输速率。相反，工程师可以使用不是公认的 USB 类型的连接器来实现 USB 3.2 协议。

当我们查看 USB Power Delivery （PD） 规范时，情况与此类似。该规范的 3.0 修订版能够承载高达 5 A 的电流，允许 USB Type-C 互连传输惊人的 100 W 功率。尽管它们通常彼此密切相关，但不应将 USB PD 规范和连接器类型视为可互换的术语。供电最终由充电电路控制——它仅受连接器的电流和电压额定值限制。

除此之外，使用 USB Type-C 连接器可以实现的更高功率水平正在扩大可以从中受益的潜在应用范围。在许多情况下，它有可能取代设备的传统直流电源布线——带来更多优势，例如更方便、更紧凑的外形和更高的稳健性（例如，允许完成 10，000 次插拔循环）。

基于 USB 的电源的吸引力

与 USB 相关的标准化，再加上其令人难以置信的无处不在的水平，从电力传输的角度来看，两者都被证明是巨大的优势。表 1 显示了不同 USB 选项的功率承载能力。USB Type-C 得到了惊人的普及，现在已成为大部分现代电子产品的通用互连。这减轻了用户过去的挫败感，不再需要随机收集不同的专有电缆来为他们的每个设备充电。从 OEM 的角度来看，USB 的普遍性也可能是有利的。通过拥有稳定的供应链，加上有保证的互操作性，可以避免潜在的设计集成挑战。

表 1：不同 USB 代的供电能力

随着 USB 电源机会的不断出现，CUI Devices 现在提供60 W和100 W额定 USB Type-C 插座，用于纯电源操作。这些专门针对不需要数据传输的情况进行了优化，并且电力传输是唯一的功能。对于额定功率为 60 W 的插座，所有 16 个数据触点和 2 个接地触点都已移除，因此保留了 4 个电源触点和仅 2 个接地触点。对于 100 W 额定插座，所有 4 个电源和接地触点均已保留，以提供 8 个触点。

图 1：显示来自 CUI 设备的 6 触点和 8 触点纯电源 USB Type-C 插座的示意图。

消除 16 个数据触点显着简化了连接器的设计，从而降低了成本 更少的触点还降低了潜在故障的可能性。尽管对触点布置进行了这些修改，但这些插座仍将与标准 USB Type-C 电缆连接，因此无需考虑额外的工程开销。

应该注意的是，如果没有任何数据传输引脚，通常会发生的 USB PD 3.0 协商过程不会发生。充电设备将默认为 5 V 和 1 A 的标准 USB 参数。在所有其他情况下，仅供电的 USB Type-C 连接器将像任何其他电源插孔一样工作，充电由适配器/充电电路决定。

结论

随着最新版本的 USB PD 规范的出现，很明显 USB Type-C 连接器有可能满足广泛的电力传输要求。但是，必须注意的是，仍然需要提供其他选项。由于对 USB 功率水平设置了限制，因此无法在超过 100 W 的系统中使用该技术。此外，USB Type-C 的标准化占用空间可能被证明不适合某些需要更具体外形尺寸的场景。 直流电源连接器和其他专用电源连接器将继续发挥重要作用。CUI Devices 提供直流电源连接器和最新的纯电源 USB Type-C 插座，它们是满足电源要求的有趣解决方案。

审核编辑：郭婷