usb- c接口一定具备usb pd电源传输能力,但对于供电端,是否供电或供电功率取决于实际vbus引脚的状况。比如usb-c充电器有20w、30w、60w、100w甚至140w等多种功率输出的选择。
usb type-c规范的2.1版本,就是为了定义240w功率的产品,满足更大充电功率的应用需求。
这也是自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);usb4.0 gen4支持pam3和非对称模式,可以在cable和connector不变的情况下,把带宽直接推到120gbps。
usb-if组织更新的v2.1版本的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:
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。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。
万物皆可充时代
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。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。
笔记本电脑、手机、平板电脑可以通过官方渠道查询设备usb-c接口是否支持全功能的usb-c应用。不过可以确定的是,越来越多的消费类移动电子将引入全功能的usb-c接口,以提升用户的使用体验。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。
目前usb-c主流的输出功率仍然为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.
240w充电数据线时代开启
usb协会自从开放了240w epr type-c数据线认证(240w充电usb4数据线协会正式开放认证),其中的epr代表“extended power range”(扩展供电范围),原来20v/5a 100w usb type-c数据线已经停止认证,值得一提的是,通过认证的240w (epr) usb type-c数据线,也会增加专用logo,其中彩色的用于包装和挂牌标签,黑色的用于数据线公头外膜印刷,便于消费者识别。
当然,usbc 240w的供电能力估计还有段时间才能实用,因为这次改用了48v/5a供电,48v电压已经超过了弱电及安全用电的范围,量产出来怕有些安全问题的麻烦。因为极端工作电压甚至可能高达50.9v ,超过人体安全电压要求,所以要求数据线内置的vbus电容的耐压值需要高于50.9v,和此前100w标准不同。
除了供电能力大增,usbc 2.1规范这次还加入了更规范的认证信息,不论是数据还是供电能力都有明确的标志,速率能达到40gbps的会有40gbps字样的印证,240w供电的也会明确印上240w供电,同时达到的则会有40gbps、240w的标记。
之前的20gbps、60w两种能力也会被标识出来。现在usbc 2.1标准中,不同速率及供电能力总算有完整的标识了,以后大家看接口及线缆logo就能区分了,不会和现在一样感觉很乱。欧盟已经在2019年提出、2022年正式宣布:最迟在2024年秋季所有在欧盟销售的便携类电子设备必须使用usb-c作为充电接口。届时“天下c口一家亲”,usb-c 240w必然成为主流的音视频协作接口。
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