USB接口长期以来一直是电子硬件的一个功能，现已进入第四个十年。多年来，它的作用不断演变。它最初是一种为简单的计算机外围设备（键盘、鼠标、条形码读取器、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之外，其供电能力也受到更多关注。因此，它获得了为消费领域的各种产品（例如智能手机、平板电脑电脑）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照明、电动工具、家用电器和一系列其他设备的问题现在可以得到解决。
除了运行性能参数的改进之外，USB 互连的物理形式也在不断发展。 USB Type-C 的到来带来了更加紧凑和直接的设计理念 - 具有早期类型令人沮丧地缺乏的双向便利性。
定义 USB
有 3 个不同但非常相关的协议定义了 USB 连接器 。这些涉及连接器本身的物理形式、数据传输能力和电力传输能力。第一个由类型（A、B、Micro B、C 等）表示，而后两个则取决于适用的 USB 代（1.1 全速、2.0 高速、3.0 SuperSpeed、3.1 SuperSpeed+ 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，工程师可以使用非公认 USB 类型的连接器来实现 USB 3.2 协议。
当我们查看 USB 供电 (PD) 规范时，情况类似。该规范的修订版 3.0 能够承载高达 5 A 的电流，允许 USB Type-C 互连提供惊人的 100 W 功率。尽管 USB PD 规范和连接器类型通常彼此密切相关，但它们不应被视为可互换的术语。电力传输最终由充电电路控制 - 它仅受连接器的电流和电压额定值的限制。
除此之外，使用 USB Type-C 连接器可实现更高的功率水平，从而扩大了可从中受益的潜在应用范围。在许多情况下，它有可能取代传统的直流电源设备接线 – 带来额外的优势，例如更方便、更紧凑的外形尺寸和更强的鲁棒性（例如允许完成 10, 000 个插头/拔掉循环）。
基于 USB 的电源的吸引力
从电力传输的角度来看，与 USB 相关的标准化及其令人难以置信的普遍性都被证明是巨大的优势。表 1 显示了不同 USB 选项的功率处理能力。 USB Type-C 已经获得了令人难以置信的普及，现在是大多数现代电子产品的通用互连。这让用户不再需要随机收集不同的专用电缆来为每个设备充电。从 OEM 角度来看，USB 的普及也可能是有益的。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 现在提供额定功率为 60 W 和 100 W 的 USB Type-C 插座，用于仅供电操作。这些专门针对不需要数据传输且电力传输是唯一功能的情况进行了优化。对于额定功率为 60 W 的插座，所有 16 个数据触点和 2 个接地触点均已移除，因此仅保留 4 个电源触点和 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：示意图显示了 CUI 设备的 6 触点和 8 触点纯电源 USB Type-C 插座。
消除 16 个数据触点显着简化了连接器设计，从而降低了成本。更少的接触也减少了潜在故障的可能性。尽管对触点排列进行了这些修改，但插座仍将与标准 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，通常在没有任何数据传输引脚的情况下发生的 USB PD 3.0 协商过程不会发生。充电设备将默认使用标准 USB 参数 ，电压为 5 V 和 1 A。在所有其他情况下，仅供电 USB Type-C 连接器将像任何其他电源插座一样工作，充电由适配器/充电电路。
结论
随着最新版本的 USB PD 规范现已推出，很明显 USB Type-C 连接器有潜力满足广泛的电力传输要求。然而，值得注意的是，仍然需要提供其他选项。由于 USB 功率水平的限制，该技术无法在超过 100 W 的系统中使用。此外，USB Type-C 的标准化占用空间可能不适合需要更外形工厂外形尺寸的某些场景。 DC 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仅供电 USB Type-C 插座，这是满足电源要求的有趣解决方案。
审稿编辑：郭婷
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