USB Type-C, доставка питания и программируемый источник питания

November 03, 2022

Архитектура USB (Universal Serial Bus) используется в качестве стандарта для разъемов и связанных с ними сигналов и доставки энергии с 1996 года. В течение этого времени произошли многочисленные изменения в спецификациях для улучшения эффективности систем, использующих эти стандарты. Последние разработки, применимые к конструкциям источника питания, включают разъем USB Type-C, спецификацию доставки USB и спецификацию программируемого блока питания USB. Эти усовершенствования делают USB отличным вариантом для обеспечения мощности, тогда как в прошлом USB был в первую очередь поставщиком данных и сигнала с ограниченными возможностями мощности. В этом посте мы обсудим взаимосвязь между USB Type-C, USB Power Power и USB-программируемым источником питания, а также то, как они относятся к источникам питания.

USB Type-C: стандартный USB-разъем; Преимущества включают компактный, гладкий и обратимый дизайн.

Подача питания USB: это спецификация, которая позволяет нагрузке и источнику питания вести переговоры о нескольких стандартных уровнях доставки энергии. Подача питания USB увеличивает мощность USB до 100 Вт и особенно полезна при обеспечении питания для нескольких устройств.

USB Программируемый источник питания: является дополнительной спецификацией для доставки питания USB, описывающего, как нагрузка и источник питания передаются для инкрементных уровней доставки энергии. Эта функция может быть особенно полезна для зарядки батарей.

Разъем USB Type-C

Конструкция разъема USB Type-C (также называемое USB-C), симметрична, так что его можно подключить в любом случае, что означает, что правой стороны нет вверх или вверх. Это позволяет вставить штекер быстрее и с легкостью, чем предыдущие конструкции разъемов USB. С предыдущими конструкциями разъемов пользователь должен визуально осмотреть разъем, чтобы определить правильную ориентацию или пройти процесс проб и процесса ошибки, вставляя разъем; Создание мягкого, но слишком знакомого неудобства. Другая особенность заглушки USB Type-C заключается в том, что он имеет округлые края, и это дает преимущество самосознательной характеристики при вставке заглушки.

Подключение USB Type-C предназначена для обеспечения умеренных уровней мощности (менее 100 Вт), а спецификации, связанные с небольшой заглушкой, позволяют доставлять питание в широкий диапазон компактных электронных продуктов. Одним из преимуществ использования USB -разъемов для доставки питания и сигналов является то, что это сложный дизайн с низкими затратами на разработку относительности. Это во многом связано с экономией масштаба, полученной в результате широкого распространения разъема на глобальном уровне. Другое преимущество заключается в том, что система была подтверждена большим количеством пользователей и конструкций продуктов, что означает, что проект продемонстрировал свою надежность и оставляет очень небольшую вероятность того, что возникнут любые неизвестные операционные проблемы. Важно отметить, что USB Type-C обычно будет стоить больше, чем старшее поколение USB-разъемов из-за сложности и скорости USB Type-C. Однако, поскольку разъемы USB Type-C становятся более повсеместными, ожидается, что стоимость будет скорректирована соответствующим образом.

Приложения USB-тип-C-приложения

Дизайнер может использовать разъем USB Type-C из-за гладкого дизайна, небольшого размера и низкой стоимости, но решит не соответствовать стандартам доставки мощности USB. Вероятность причинения повреждения оборудования с помощью несоответствующего конструкции будет низкой, если напряжение несоответствующего источника питания составляет 5 В, а максимальная спецификация тока нагрузки меньше, чем 5-й рейтинг разъема. Значительный риск повреждения нагрузки будет существовать, если несоответствующий источник питания обеспечивает выходное напряжение, которое больше, чем устаревшее USB-напряжение 5 В.

Взаимосвязь между USB Type-C, доставкой мощности и 3,1 Gen 2

Разъем USB Type-C тесно связан с USB 3.1 Gen 2 и USB-доставкой. Это часто создает путаницу в отношении взаимосвязи между понятиями типа C, 3.1 Gen 2 и USB-доставки. Важно отметить, что, хотя эти концепции связаны и дополняют друг друга, они независимы. Устройство или источник питания могут использовать USB -разъем и не реализовать USB 3.1 Gen 2 или USB -доставка.

Важно отметить, что протоколы USB могут быть реализованы с помощью разъемов, отличных от указанных разъемов USB. Клиент может выбрать использование USB Data и Power Protocols, чтобы воспользоваться чрезвычайно большими усилиями по разработке и проверке, уже развернутыми USB, но не используют стандартизированные разъемы USB для создания проприетарной системы.

USB Power Delivery

Одной из целей USB является поддержание совместимости между соответствующими реализациями более старых и новых версий спецификаций. В предыдущих версиях USB стандарты, поставляемое напряжением, было указано 5 В. Стандарт доставки мощности USB позволяет получить напряжение, которое обеспечивается 5 В, 9 В, 15 В или 20 В и на уровнях мощности до 100 Вт.

USB Power Delivery устанавливает операционные протоколы, чтобы гарантировать, что более высокое напряжение, доступное в недавних USB -выпусках, не повредит устаревшему оборудованию, которое было разработано для работы 5 В. Чтобы предотвратить такой ущерб, доставка электроэнергии USB требует соответствующего оборудования для первоначального доставки 5 В при нагрузке максимум 900 мА. Связь между нагрузкой и источником питания может затем установить более высокий максимальный ток нагрузки и более высокое рабочее напряжение. Если после подключения нагрузки и источника питания нет связи, то конфигурация источника питания остается при максимальной пропускной способности тока нагрузки 5 В и 900 мА. Если связь между нагрузкой и источником питания потеряна после того, как она была установлена, то источник питания безопасно вернется обратно в конфигурацию 5 В и 900 млн. Лет.

Заявки на доставку электроэнергии USB

Преимущество доставки мощности USB для создания одного источника питания, который можно использовать для обеспечения питания для нескольких продуктов, будет иметь наибольшую пользу, когда продукты являются сложными и дорогими. Примером приложения для доставки электроэнергии USB является источник питания, который используется для зарядки мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов, интеллектуальных часов и ушных бутонов. Все эти продукты достаточно сложны, так что дополнительная стоимость и сложность для общения с источником питания являются приемлемыми. Кроме того, пользователь может быть в транспортном средстве, комнате, офисе или путешествии, где они ожидают, что будет обеспечивать мощность для этих устройств, но сочетание различных мощных нагрузок было бы трудно предсказать. В этих сценариях источники питания мощности USB -питания будут договариваться с каждым устройством, чтобы обеспечить правильное напряжение и току на конфигурации, как того требует эта нагрузка.

Хотя претензии о доставке электроэнергии USB позволили бы обеспечить более быструю зарядку аккумулятора, не ошибаются, они могут быть неправильно поняты. Время, необходимое для зарядки батареи, ограничено построением батареи и возможностью подачи питания. Реализация подачи питания USB сократит время, необходимое для зарядки аккумулятора, если зарядка батареи была ограничена объемом подачи питания зарядного устройства, а не конструкцией батареи. Подача питания USB не сократит время зарядки по сравнению с фиксированным источником питания, когда выходная мощность обоих источников одинакова.

Продукты, которые не могут быть хорошими кандидатами для доставки электроэнергии USB, являются теми, которые являются менее сложными и менее дорогими с относительно низкими требованиями к мощности. Менее дорогие продукты могут не иметь возможности поглощать проектные и производственные затраты из -за встроенной в устройство доставки электроэнергии USB для связи с источником питания. В большинстве приложений, где выбирается источник питания для обеспечения питания для нагрузки, емкость источника питания будет выбран только в качестве того, что требует нагрузка. Если был указан источник питания с более высокой емкостью, то избыточная мощность в источнике питания приведет к тому, что размер и стоимость источника питания превышают необходимость. Емкость подачи питания источника подачи питания USB должна быть разработана для обеспечения максимальной номинальной мощности настраиваемого источника. Система с легкой нагрузкой, которая может быть питается либо источником доставки электроэнергии USB, либо меньшим источником подачи питания, будет понести штраф за стоимость и размер для использования источника доставки USB.

USB программируемый источник питания

Протокол программируемого источника питания USB обеспечивает больший контроль над доставкой энергии, чем протоколы протокола доставки питания Legacy и USB. В то время как эксплуатационный протокол операционной доставки USB управляет тем, как поставки питания USB обеспечивают дискретные уровни напряжения, протокол эксплуатационного энергопотребления USB устанавливает способность управлять выходным напряжением и характеристики тока источника питания на гранулярном уровне.

USB -программируемые приложения питания

Общим применением, требующим детального управления напряжением и током, как предлагается USB -программируемый источник питания, является зарядка батарей. В обычном топологии зарядного устройства аккумуляторна применяется питание напряжения к цепи управления зарядом аккумулятора, а выход системы обеспечивает правильное напряжение и ток для зарядки аккумулятора. Это хорошо работает, когда напряжение зарядки аккумулятора и характеристики тока стандартизированы, и, таким образом, цепь зарядки аккумулятора может быть стандартной конструкцией. Для применений, где для батареи требуется настраиваемый профиль напряжения и тока зарядки, тогда лучшее решение для программируемого питания USB может быть лучшим решением. С помощью программируемого источника питания USB -источника питания нагрузка будет следить за состоянием батареи и предоставить команды источнику питания, так что аккумулятор заряжается правильным напряжением и профилем тока. Следует отметить, что, когда для зарядки аккумулятора используется программная конфигурация питания USB, команда разработчиков потребуется для разработки, реализации и проверки алгоритма зарядки аккумулятора и цепей, тогда как при выборе стандартной зарядной схемы аккумулятора поставщик аккумулятора Схема зарядки выполнила большинство или все эти задачи.

Вывод

Разъем USB Type-C и спецификация доставки мощности USB обеспечивают значительные улучшения стандартов USB. Хотя внедрение полного стандарта позволит значительно улучшить системы, можно также реализовать значительные преимущества при внедрении только частей нового стандарта и протокола. Ожидается, что разъем USB Type-C будет использоваться во многих традиционных приложениях с доставкой мощности 5 В с требованиями на току нагрузки 5 A или меньше из-за небольшого размера, улучшенной конструкции и низкой стоимости разъема.

Связаться с нами

Author:

Ms. Amy

Электронная почта:

amy@ucoax.com

Phone/WhatsApp:

+8613913156783