Схема usb type c: USB 3.1 Type-C. Коротко и ясно

Кабель для USB Type-C соединения

USB – одна из самых успешных коммуникационных технологий. Она уже много лет используется практически во всех типах электронных устройств и схем. Хорошо известные форматы Type A (оригинальный полноразмерный USB-штекер) и Type B широко применяются в потребительских устройствах, таких как компьютеры и смартфоны.

Новая версия разъема, Type C, является значительным шагом вперед благодаря гораздо меньшему размеру по сравнению с разъемом USB типа A, пропускной способности, позволяющей передавать видеосигналы HD (10 Гбит / с), и возможности поднять мощность до 100 Вт.

Ожидается, что USB-C заменит все устаревшие разъемы во всех типах устройств, что сделает его универсальным соединением.

Реверсивные разъемы USB типа C

Одним из самых больших преимуществ разъема USB-C являются его небольшие размеры и особенно небольшая толщина. Разъем толщиной 2,4 мм лишь немного толще, чем micro-USB, но намного тоньше чем постоянно используемый 4,5-мм разъем USB Type-A. Первый массово используемый продукт, который идет с ним, – это Apple MacBook 12.

Он имеет толщину всего 13 мм и только один разъем USB, который поддерживает все функции, кроме конечно разъема для наушников 3,5 мм. Это стало возможным благодаря использованию USB-C.

Еще одно большое преимущество USB-C – простота использования. Разъемы симметричны и могут быть подключены любым способом (наоборот), что экономит время и снижает риск повреждения вилки или розетки при попытке принудительно вставить штекер в неправильном положении. Кабели тоже можно подключать любым способом, ведь на их концах одинаковые штекеры.

Для этого в кабелях USB-C имеется дополнительная цепь, которая обеспечивает соответствующее перенаправление мощности и передаваемых сигналов. Она оснащена микросхемой, которая определяет подключен ли кабель к хосту (ведущее) или к периферийному устройству (ведомое).

Что касается скорости, USB-C может передавать сигналы со скоростью 10 Гбит / с, чего достаточно для видео высокой четкости, в том числе DisplayPort 4K. Это особенность стандарта USB 3.1, который обеспечивает вдвое большую скорость, чем USB 3.0, но требует использования кабелей и разъемов Type-C. Другими словами, чтобы получить предлагаемую скорость передачи, надо использовать оба стандарта USB 3.1 на устройстве и разъеме Type-C.

Оба решения также можно использовать по отдельности – устройство может иметь C-разъемы для питания, но не поддерживать высокоскоростную передачу данных. Например, устройство, использующее стандарт USB 3.0 и имеющее C-разъем, подключенный с помощью C-кабеля, будет иметь пропускную способность ограниченную 5 Гбит / с, поскольку это максимальная скорость передачи данных USB 3.0.

Что касается мощности, компоненты USB-C предназначены для передачи максимум 100 Вт, чего достаточно для зарядки ноутбуков и других больших устройств. Возможности питания относятся к немного другому стандарту, называемому USB Power Delivery (USB PD), который не зависит от USB 3.1.

Если используете устройство USB 3. 1, которое не поддерживает USB PD, применение кабеля Type-C не обеспечит полную мощность 100 Вт. Если устройство совместимо с USB PD, то кабель Type-C позволяет использовать один из пяти вариантов мощности, профили: 10 Вт (5 В, 2 А), 18 Вт (12 В, 1,5 А), 36 Вт (12 В, 3 А), 60 Вт (20 В, 3 А) и 100 Вт (20 В, 5 А).

Эти уровни мощности обеспечиваются при одновременной передаче данных. Предыдущие поколения USB обеспечивали гораздо более низкие значения, но когда кабели и разъемы использовались только для питания (без передачи данных), производители могли обеспечить достаточное питание для небольших батарей, например, в смартфонах.

При использовании разъемов USB-C следует учитывать несколько факторов. Во-первых, из-за своего очень маленького размера они немного менее долговечны, чем USB-A. У USB-C есть пустое центральное отверстие, а у гнёзд – тонкий язычок в центральном отверстии.

В настоящее время ведутся дискуссии о том, выдержат ли эти характеристики частое или принудительное подключение кабеля от устройства. Вероятно по этой причине непотребительские приборы, требующие долговечности, но не нуждающиеся в таком маленьком размере разъема, будут продолжать использовать разъемы USB-A.

Стандарт USB-C был разработан для обеспечения совместимости со старыми типами разъемов и старыми версиями USB. Доступен широкий спектр адаптеров для настройки типа разъема и кабельных сборок с разъемами USB-C на одном конце и устаревшими разъемами на другом.

Другой часто обсуждаемый вопрос – это качество кабелей. С момента появления разъемов USB-C китайские производители наводнили рынок дешевыми продуктами, многие из которых не сертифицированы и могут не соответствовать техническим требованиям, особенно стандарту USB PD. Поскольку в кабели C-типа встроены микросхемы, есть возможность попасть на шнуры, которые не будут работать или даже могут вызвать повреждение.

Чтобы избежать подобных ситуаций, стоит покупать только сертифицированные кабели. Спецификация USB-C была представлена для обеспечения 128-битной криптографической аутентификации зарядных устройств USB-C, устройств, кабелей и источников питания.

Перед началом передачи данных или питания, хост-системы смогут быстро проверить, соответствует ли продукт требованиям этого протокола. Протокол аутентификации также может использоваться для защиты, позволяя только авторизованным устройствам подключаться к данному хосту.

И кстати Intel объявила, что в ее протоколе Thunderbolt 3, предназначенном для передачи видеосигналов высокой четкости до 40 Гбит / с, будет использоваться разъем USB-C. В предыдущих версиях Thunderbolt использовались разъемы Mini DisplayPort, поэтому этот шаг рассматривается как подчеркивающий важность этой технологии.

Всё это должно стимулировать производителей потребительских устройств устанавливать разъемы USB-C на компьютеры, планшеты и смартфоны. Кажется очевидным что кабели USB-C со временем заменят не только старые USB, но также кабели питания для портативных устройств, кабели HDMI и другие шнуры, используемые для передачи видеосигналов высокой четкости.

В результате разъемы питания и данных в сетевых устройствах станут соответствовать единому стандарту, а устройства будут иметь только один порт для всех функций. И один кабель подойдет для всех гаджетов, что сильно упрощает работу с ними и главное – расходы.

Распиновка Type-C коннектора — замена стандартного разъема USB

Распиновка Type-C разъема: в этой статье мы расскажем об компактном, универсальном и высокоскоростном интерфейсе Type-C, распиновка которого выполнена по симметричной схеме, поэтому нечувствителен к переключению. Для сведения: все стандартные порты USB 3.0 имеют только одну пару {TX+/-, RX+/-, D+/-}, тогда как Type-C располагают двумя парами {TX +/-, RX +/-, D +/-}.

Разъем Type-C также имеет дополнительные контакты для выполнения специфических функций, таких как CC (канал конфигурации) и SBU (использование двух контактных полос). Сравнение показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Устаревшие USB-разъемы в сравнении с Type-C

Рисунок 2. Распиновка розетки Type-C

Рисунок 3. Распиновка Type-C разъема

Для обнаружения присоединения, ориентации и идентичности источника и приемника, модель завершения действий CC, определяется с помощью подтягивающих (Rp) и опускающих (Rd) резисторов завершения. Несмотря на то, что разъем нечувствителен к переворачиванию, ориентация все-равно необходима.

Это нужно для того, чтобы знать, какая из сверхскоростных полос (SS) в розетке подключена к полосам SS в вилке. Первоначально источник предоставляет независимые выводы Rp на своих выводах CC, а приемник обеспечивает независимые выводы Rd на своих выводах CC. На рисунке 4 представлены допустимое соединение комбинации «источник-приемник» данной конфигурации схемы.

Микросхема кабельной сборки с электронной маркировкой (микросхема маркера EMCA) подтверждает завершение Ra на одной из линий CC, через которую выходящий порт (DFP) будет обеспечивать питание VCONN на электронный маркер. Другая линия CC будет использоваться для согласования источника-приемника (порты-партнеры).

Штекер будет утверждать либо Rp, либо Rd (или Ra, если кабельный штекер) на любом из своих контактов CC (другой фиксируется как VCONN). Розетка будет утверждать Rp или Rd на обоих контактах линии CC. Это поможет арбитражу между выводами CC.

Рисунок 4. Модель CC с подтягиванием/опусканием

Например, если вы рассматриваете концентратор USB 3.0 с питанием от шины (преобразованный в концентратор только типа C), который будет иметь один входной порт и несколько выходных портов, то входной порт будет являться приемником; следовательно, линии CC должны иметь завершение с понижающим (Rd) окончанием. Выходные порты будут иметь подтягивающие (Rp) окончания, поскольку они являются источником питания. В таблице 1 перечислены значения оконечных сопротивлений для различных заявленных значений тока по умолчанию.

Таблица 1. Согласующие сопротивления линии CC

Типичные реализации с вилкой и розеткой типа C показаны в этой таблице

Источник типа C с вилкой:

Поскольку это источник, Rp будет оконечной нагрузкой, подключенной к выводу CC. Как правило, DFP для данных (хосты USB) не используют разъем Type-C. Эта конфигурация используется источниками питания без данных, то-есть в основном адаптерами питания, мобильными зарядными устройствами и блоками питания с не выпадающим кабелем.

Поскольку эта конфигурация не предназначена для данных, полосы USB SS остаются не подключенными. Линии USB High-Speed ​​могут быть направлены на устаревший аппаратный блок зарядки (например, Battery Charging (BC) 1.2, Quick Charge (QC) 4.0)

Рисунок 5. Источник типа C с вилкой

Распиновка Type-C с приемником:

Поскольку это приемник, Rd (5.1k) будет оконечной нагрузкой, которая будет подключена к выводу CC. Он будет действовать как входящий порт (UFP — USB-устройство), который потребляет энергию. При этом только одна из полос SS должна быть направлена ​​на физический уровень SS.

Рисунок 6. Розетка Type-C с вилкой

Источник типа C с розеткой:

Здесь линии CC контролируются и завершаются контроллером порта Type-C, например Cypress CCGx. CCGx представит завершение Rp в случае источника (хоста) и завершение Rd в случае приемника (устройства) на обеих линиях CC. Высокоскоростные линии USB от верхнего и нижнего рядов разъема соответственно закорочены, как показано на рис. 7.

Это короткое замыкание нельзя применить к сверхскоростным линиям, поскольку оно создаст заглушку при скорости передачи данных 5 Гбит/с и вызовет ухудшение сигнала. Сверхскоростной мультиплексор ​​будет использоваться для переключения между двумя полосами SS разъема Type-C, который будет управляться контроллером, таким как CCGx или FX3.

Рисунок 7. Источник типа C с розеткой

Примечание:

1. Для замены разъема USB 2.0 на разъем Type-C просто завершите линии CC соответствующими клеммами Rp или Rd и проложите высокоскоростные линии, как показано на рисунках 2-7. Остальные неиспользуемые контакты можно оставить открытыми.
2. Контроллер порта Type-C (например, CCGx) нужен будет, когда приложению требует подачи питания (PD) или есть необходимость в управлении мультиплексором SS. Если контроллер Type-C не используется в конструкции розетки, розетка будет работать только для одной ориентации. Завершение линий CC для UFP/DFP, должно быть заявлено как дискретные компоненты, если они не интегрированы в контроллер порта.
3. Добавление мультиплексора в сверхскоростной тракт ​​вызовет ослабление сигналов. Если унаследованная система уже поддерживает целостность сигнала, мультиплексор может вызвать сбой SS-соединения. Следовательно, в таких случаях может использоваться активный мультиплексор, который будет выполнять повторную настройку и синхронизацию сигналов SS. Активный мультиплексор потребляет некоторую мощность, которую необходимо учитывать при составлении значения мощности.

Введение в USB-разъемы типа C только для питания

USB-разъемы были представлены в середине 1990-х годов, и с тех пор их размер, форма, возможности передачи данных и ограничения по питанию изменились. Сегодня последним физическим стандартом является тип C, и, помимо большей пропускной способности и двунаправленности и реверсивности, эта новейшая итерация способна передавать значительно более высокую мощность, чем предыдущие поколения. Когда дело доходит до USB-разъемов, существует три различных связанных стандарта: физический разъем, протокол передачи данных и подача питания. У CUI Devices есть блог с подробным описанием этих стандартов здесь. На высоком уровне разъем USB Type C соответствует стандарту физического разъема. Этот физический стандарт предназначен для соответствия стандарту подачи питания до 100 Вт, что открывает для USB новые возможности в области электропитания. Стандарт USB PD 3.1, выпущенный в 2021 году, с тех пор расширил возможности передачи мощности Type C до 240 Вт.0003

Изменение уровней мощности USB

Спецификация	Максимальная мощность	Максимальное напряжение	Максимальный ток
USB 2.0	2,5 Вт	5 В	500 мА
USB 3.0 и 3.1	4,5 Вт	5 В	900 мА
USB-BC 1.2	7,5 Вт	5 В	1,5 А
USB Type-C 1.2	15 Вт	5 В	3 А
USB-PD 3. 0	100 Вт	5/9/15/20 В	5 А
USB-PD 3.1	240 Вт	28/36/48 В	5 А

Преимущества USB Type C для силовых приложений

Стандартный разъем USB типа C содержит 16 контактов для передачи данных, 4 контакта питания и 4 контакта заземления, всего 24 контакта. Теперь, с мощностью до 240 Вт, USB Type C является жизнеспособным вариантом для многих приложений, требующих значительного количества энергии, и может заменить стандартный разъем питания постоянного тока, даже если передача данных не требуется.

Самым большим преимуществом использования USB в качестве метода подачи питания является стандартизация. Разъемы USB стали повсеместными и переход на Type C быстро набирает обороты. Многие новые телефоны и мобильные устройства уже поставляются с разъемом USB Type C, а также возрастает вероятность того, что в будущем ЕС перейдет к принятию разъема Type C в качестве стандарта зарядки для всех устройств. Обещанное удобство использования одного готового типа кабеля для множества различных продуктов чрезвычайно заманчиво для конечного пользователя. С точки зрения OEM, эти разъемы, как для питания, так и для данных и питания, легко найти в очень стабильной цепочке поставок, поскольку стандартизация гарантирует определенный уровень совместимости. Стандарт также обеспечивает легкую интеграцию конструкции, а тип C занимает гораздо меньше места, чем многие цилиндрические соединители. Наконец, разъемы USB Type C отличаются надежностью и рассчитаны на 10 000 циклов соединения, что обеспечивает длительный и полезный срок службы.

USB-разъем типа C только для питания

Благодаря преимуществам, перечисленным выше, компания CUI Devices разработала разъемы USB типа C только для питания для устройств, в которых зарядка или подача питания являются единственной функцией. Разъемы USB Type C мощностью 60 Вт только для питания CUI Devices удаляют 16 контактов передачи данных и 2 контакта заземления, оставляя только 4 контакта питания и 2 контакта заземления, в то время как версия на 100 Вт сохраняет все 4 контакта питания и заземления в целом. из 8 контактов.

24-контактный разъем типа C (слева) и 6-контактный и 8-контактный разъем типа C только с питанием (справа)

Благодаря упрощенной конструкции самого разъема, всего 6 или 8 контактов вместо стандартных 24, стоимость разъема значительно снижается. Помимо более низкой стоимости деталей, это снижает сложность и частоту отказов за счет исключения большинства контактов и связанных с ними точек пайки. Хотя их нельзя использовать для передачи данных, они работают с любым стандартным кабелем USB Type C, который передает как данные, так и питание, поэтому конечный пользователь не требует дополнительных действий или аппаратного обеспечения при взаимодействии с продуктом.

Обратите внимание, что, поскольку контакты для передачи данных были удалены, процесс согласования питания USB 3.0 не происходит, и в этом случае зарядное устройство вернется к стандартной скорости передачи питания USB 5 В и 1 А. Для всех других приложений , разъем будет функционировать как любой другой разъем питания, а зарядка будет регулироваться адаптером/схемой зарядки.

Прочие соображения по питанию

Хотя разъемы USB Type C чрезвычайно полезны в самых разных сценариях, бывают случаи, когда выделенные варианты подачи питания по-прежнему являются практичным решением. Например, с жестким ограничением в 240 Вт Type C просто не будет работать в тех случаях, когда необходима большая мощность. Однако расширенный предел в 240 Вт, введенный в USB PD 3.1, открывает еще больше возможностей для подключения питания типа C. В других случаях может потребоваться другая площадь основания или размер разъема из-за конкретных конструктивных ограничений. В конечном счете, когда требуется более индивидуальное решение, разъем USB Type C может быть ограничен его стандартизированной площадью, размером и характеристиками. Для получения дополнительной информации о том, когда другие разъемы питания все еще могут быть лучшим решением, прочитайте блог CUI Devices о выборе разъема питания постоянного тока.

Будущее USB Type C

Разъемы USB Type C и стандарт Power Delivery открыли новый взгляд на управление и передачу энергии. Хотя это и не универсальное решение, его мощные возможности и глобальная стандартизация делают его отличным вариантом для множества различных продуктов. Когда требуется только подача питания, разъемы USB Type C CUI Devices только для питания являются интересным решением для инженеров из-за их более низкой стоимости и упрощенной интеграции конструкции.

CUI Devices в настоящее время предлагает горизонтальную или вертикальную розетку USB типа C мощностью 60 Вт только для питания с максимальным номинальным током 3 А и номинальным напряжением 20 В постоянного тока. Также доступна розетка USB Type C мощностью 100 Вт, которая может похвастаться полным номинальным током 5 A и номинальным напряжением 20 В постоянного тока, поддерживаемым разъемами USB Type C.

Описание USB Type-C, USB PD и USB PPS

Архитектура USB (универсальная последовательная шина) используется в качестве стандарта для разъемов и связанных с ними сигналов и подачи питания с 1996. За это время в спецификации было внесено множество изменений для повышения производительности систем, использующих эти стандарты. Последние разработки, применимые к конструкциям блоков питания, включают разъем USB Type-C, спецификацию USB Power Delivery и спецификацию USB Programmable Power Supply. Эти усовершенствования делают USB отличным вариантом для подачи питания, тогда как в прошлом USB был в основном поставщиком данных и сигналов с ограниченными возможностями питания. В этом посте мы обсудим взаимосвязь между USB Type-C, USB Power Delivery и USB Programmable Power Supply, а также то, как они связаны с источниками питания.

• USB Type-C: — стандартный разъем USB; Преимущества включают компактный, гладкий и обратимый дизайн.
• USB Power Delivery: — это спецификация, которая позволяет нагрузке и источнику питания согласовывать несколько стандартных уровней подачи питания. USB Power Delivery увеличивает мощность USB до 100 Вт и особенно полезна при подаче питания на несколько устройств.
• Программируемый блок питания USB : это дополнительная спецификация к USB Power Delivery, описывающая, как нагрузка и источник питания обмениваются данными для дополнительных уровней подачи питания. Эта функция может быть особенно полезна для зарядки аккумуляторов.

Разъем USB Type-C

Конструкция разъема USB Type-C (также называемая USB-C) симметрична, поэтому его можно подключать любым способом, т. е. нет лицевой стороны вверх или вниз. Это позволяет вставлять вилку быстрее и проще, чем в предыдущих конструкциях USB-разъемов. В предыдущих конструкциях соединителя пользователь должен был визуально осмотреть соединитель, чтобы определить правильную ориентацию, или пройти процесс проб и ошибок, вставляя соединитель; создавая легкое, но слишком знакомое неудобство. Еще одна особенность штекера USB Type-C заключается в том, что он имеет закругленные края, и это обеспечивает преимущество самовыравнивающейся характеристики при вставке штекера.

Вилка USB Type-C предназначена для обеспечения среднего уровня мощности (менее 100 Вт), а характеристики, связанные с небольшой вилкой, позволяют подавать питание на широкий спектр компактных электронных устройств. Одним из преимуществ использования USB-разъемов для подачи питания и сигналов является то, что это сложная конструкция с относительно низкими затратами на разработку. Во многом это связано с экономией на масштабе, полученной за счет широкого распространения разъема на глобальном уровне. Еще одним преимуществом является то, что система была проверена большим количеством пользователей и проектов продуктов, а это означает, что дизайн продемонстрировал свою надежность и оставляет очень небольшую вероятность возникновения каких-либо неизвестных проблем в работе. Важно отметить, что USB Type-C обычно стоит дороже, чем USB-разъемы предыдущего поколения, из-за сложности и скорости, которую обеспечивает USB Type-C. Однако по мере того, как разъемы USB Type-C становятся все более распространенными, ожидается, что стоимость будет скорректирована соответствующим образом.

Несоответствующие приложения USB Type-C

Разработчик может решить использовать разъем USB Type-C из-за элегантного дизайна, небольшого размера и низкой стоимости, но решить не соответствовать стандартам USB Power Delivery. Вероятность повреждения оборудования несоответствующей конструкцией будет низкой, если напряжение несоответствующего источника питания составляет 5 В, а максимальный ток нагрузки меньше номинального тока разъема 5 А. Существует значительный риск повреждения нагрузки, если несоответствующий источник питания обеспечивает выходное напряжение, превышающее устаревшее напряжение USB, равное 5 В.

Связь между USB Type-C, Power Delivery и 3.1 Gen 2

Разъем USB Type-C тесно связан с USB 3.1 Gen 2 и USB Power Delivery. Это часто создает путаницу в отношениях между концепциями Type-C, 3.1 Gen 2 и USB Power Delivery. Важно отметить, что хотя эти понятия связаны и дополняют друг друга, они независимы. Устройство или источник питания могут использовать разъем USB и не поддерживать USB 3.1 Gen 2 или USB Power Delivery.

Важно отметить, что протоколы USB могут быть реализованы с разъемами, отличными от указанных разъемов USB. Клиент может выбрать использование протоколов передачи данных и питания USB, чтобы воспользоваться чрезвычайно большими усилиями по разработке и проверке, уже развернутыми USB, но не использовать стандартизированные разъемы USB для создания собственной системы.

USB Power Delivery

Одной из целей USB является обеспечение функциональной совместимости между соответствующими реализациями старых и новых версий спецификаций. В предыдущих версиях стандартов USB подаваемое напряжение было указано равным 5 В. Стандарт USB Power Delivery допускает подаваемое напряжение 5 В, 9В, 15 В или 20 В и мощностью до 100 Вт.

Эволюция уровней мощности USB

USB Power Delivery устанавливает рабочие протоколы, гарантирующие, что более высокое напряжение, доступное в последних версиях USB, не повредит устаревшее оборудование, рассчитанное на работу с напряжением 5 В. Чтобы предотвратить такое повреждение, USB Power Delivery требует, чтобы соответствующее оборудование первоначально подавало 5 В при максимуме 900 мА на нагрузку. Связь между нагрузкой и источником питания может тогда установить более высокий максимальный ток нагрузки и большее рабочее напряжение. Если после подключения нагрузки и источника питания связь не устанавливается, конфигурация источника питания остается равной 5 В и максимальному току нагрузки 900 мА. Если связь между нагрузкой и источником питания будет потеряна после того, как она была установлена, источник питания безопасно вернется к конфигурации 5 В и 900 мА.

Уровни мощности, указанные USB Power Delivery

Приложения USB Power Delivery

Преимущество USB Power Delivery в создании единого источника питания, который можно использовать для питания нескольких продуктов, будет иметь наибольшую выгоду, когда продукты сложные и дорогие. Примером приложения для USB Power Delivery является источник питания, который используется для зарядки сотовых телефонов, ноутбуков, планшетов, смарт-часов и наушников. Все эти продукты достаточно сложны, так что дополнительные затраты и сложность связи с источником питания являются приемлемыми. Кроме того, пользователь может находиться в транспортном средстве, комнате, офисе или путешествовать там, где он ожидает получить питание для этих устройств, но сочетание различных мощностей будет трудно предсказать. В этих сценариях источники питания USB Power Delivery будут согласовываться с каждым устройством, чтобы обеспечить надлежащую конфигурацию напряжения и тока в соответствии с требованиями этой нагрузки.

Хотя заявления о том, что USB Power Delivery обеспечит более быструю зарядку аккумуляторов, не являются ошибочными, они могут быть неправильно поняты. Время, необходимое для зарядки аккумулятора, ограничено конструкцией аккумулятора и мощностью источника питания. Внедрение USB Power Delivery сократит время, необходимое для зарядки аккумулятора, если зарядка аккумулятора ограничивается мощностью зарядного устройства, а не конструкцией аккумулятора. USB Power Delivery не сократит время зарядки по сравнению с источником питания с фиксированной выходной мощностью, если выходная мощность обоих источников одинакова.

Продукты, которые могут не подходить для USB Power Delivery, менее сложны и менее дороги с относительно низким энергопотреблением. Менее дорогие продукты могут быть не в состоянии покрыть затраты на проектирование и производство из-за встроенной в устройство функции USB Power Delivery для связи с источником питания. В большинстве приложений, где источник питания выбирается для питания нагрузки, мощность источника питания будет выбираться только в соответствии с требованиями нагрузки. Если был указан источник питания большей мощности, то избыточная мощность источника питания приведет к тому, что размер и стоимость источника питания превысят требуемые. Мощность источника питания USB Power Delivery должна быть рассчитана на максимальную номинальную мощность настраиваемого источника. Система с небольшой нагрузкой, которая может питаться либо от источника питания USB Power Delivery, либо от источника питания меньшего размера, повлечет за собой снижение стоимости и габаритов при использовании источника питания USB Power Delivery.

USB-программируемый источник питания

Протокол USB-программируемого источника питания обеспечивает больший контроль над подачей питания, чем устаревшие протоколы и протоколы USB Power Delivery. В то время как операционный протокол USB Power Delivery определяет, как источники питания USB обеспечивают дискретные уровни напряжения, операционный протокол USB Programmable Power Supply устанавливает возможность управления выходным напряжением и характеристиками тока источника питания на детальном уровне.

Применение программируемого источника питания USB

Типичным приложением, требующим точного контроля напряжения и тока, которое предлагает программируемый источник питания USB, является зарядка аккумуляторов. В традиционной топологии зарядного устройства аккумуляторной батареи источник напряжения подается на схему управления зарядом аккумуляторной батареи, а выход системы обеспечивает надлежащее напряжение и ток для зарядки аккумуляторной батареи. Это хорошо работает, когда характеристики зарядного напряжения и тока батареи стандартизированы, и, таким образом, схема зарядки батареи может иметь стандартную конструкцию. Для приложений, где для батареи требуется индивидуальный профиль напряжения и тока, программируемый источник питания USB может быть лучшим решением. С источником питания с программируемым источником питания USB нагрузка будет контролировать состояние батареи и подавать команды источнику питания, чтобы батарея заряжалась с правильным профилем напряжения и тока. Следует отметить, что когда для зарядки аккумулятора используется конфигурация программируемого источника питания USB, команда разработчиков должна будет спроектировать, внедрить и протестировать алгоритм и схемы зарядки аккумулятора, тогда как при выборе стандартной схемы зарядки аккумулятора поставщик аккумулятора схема зарядки выполнила большинство или все эти задачи.

Заключение

Разъем USB Type-C и спецификация USB Power Delivery значительно расширяют стандарты USB. В то время как внедрение полного стандарта позволит значительно улучшить системы, значительные преимущества также могут быть реализованы при реализации только частей нового стандарта и протокола.