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分享:PD快充技术重大更新,USB PD3.1发布,支持48V和240W输出 [复制链接]

本帖最后由 qwqwqw2088 于 2021-7-5 08:23 编辑

USB PD3.0快充标准迎来最新升级,新的USB PD3.1快充标准将支持最高48V的电压输出,充电功率同步提升至240W。

 

USB PD3.1正式发布


5月25日,USB-IF协会推出了USB Type-C线缆和接口标准v2.1版本,其中更新了有关供电能力的章节。USB PD3.1规范将原来的USB PD3.0内容归到标准功率范围(Standard Power Range,简称SPR)里面,最大功率保持100W不变;同时增加了扩展功率范围(Extended Power Range,简称EPR),最大功率由100W扩展到240W。

 

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根据USB-IF协会公布的资料显示,在扩展功率范围EPR中,新增了28V、36V和48V三种固定电压档和三种可调电压档(Adjustable Voltage Supply,简称AVS)。
其中最大电流等级维持最大5A不变;100-140W功率是28V AVS,电压范围是15V-28V;大于140W到180W功率是36V AVS,电压范围是15V-36V;大于180W到240W是48V AVS,电压范围是15V-48V。

 

在USB PD3.1标准下,USB Type-C线缆分20V等级的普通线缆和50V等级的EPR线缆两种规格。超过100W的功率输出,不仅需要使用EPR(扩展功率)的5A线缆,而且还必须在Source,Sink和Cable之间通过EPR特定信息握手才能由SPR进入到EPR;如果线缆是固定在充电器上的Captive cable,则只需要Source和Sink之间握手即可。

 

由于电压等级大幅度调高,所以安全问题非常重要,EPR对连接器和线缆等的安规提出更高的要求。需要重点关注IEC 62368关于限功率电源(Limited Power Supply,简称LPS)的规定。

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值得注意的是,本次USB PD3.1规范的制订中,华为、小米、立讯精密、等多家国内公司都积极参与其中,为新标准做出了重要贡献,被写入标准起草企业目录。

USB-IF全称为USB Implementers Forum,成立于1995年,总部位于美国,由Apple苹果、HP惠普、Intel英特尔、Microsoft微软、Renesas瑞萨、ST意法半导体、TI德州仪器等公司共同开创。2020年12月,充电头网从USB-IF协会获取了一份最新的会员名单,会员总数累计已经突破12000家。

下面是USB充电标准的发展历程,方面大家了解各个阶段的变化。

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2010年,USB-IF协会下属的BC(Battery Charging)小组制定BC1.2(Battery Charging V1.2)协议,主要用于规范电池充电的需求,该协议最早基于USB2.0协议来实现。后来的QC、AFC、SCP、FCP等几乎所有的私有快充标准(苹果除外)都是从BC1.2延申而来。

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2012年7月,USB-IF发布了基于当时普遍存在的USB-A和USB-B接口的USB PD1.0标准,描绘了通过USB 3.0 和USB 2.0 接口最高可达100W供电能力的美好想象,但其使用24MHz频率,耦合到电源线载波,由于信号完整性及双向功率传输问题,很快被USB PD2.0所替代。

 

2014年8月,USB-IF协会发布了具有革命性意义的Type-C 1.0接口标准和USB PD2.0 标准,通过USB-C连接器和在线缆中增加CC通信线,实现了功率双向传输和最大100W供电的设想,解决了USB PD1.0实行中遇到的难点。

 

2015年底,USB-IF协会推出了USB PD3.0标准,并在2017年2月发布了USB PD3.0标准的重要更新,在USB PD3.0标准的基础上增加了可编程电源PPS。PPS是安卓阵营占有率非常高的快充形式,通过20mv的精细调节,配合手机内置电荷泵,可实现100W大功率快充。

行业意义

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据了解,本次规范新增的28V、36V、48V电压,分别对应的是6节电池、8节电池和10节电池的应用。使得USB PD快充标准拓展了众多全新的应用领域,包括电脑、服务器、电机驱动和通信电源等。

由于端子和线缆的限制,USB-C传输电流限制为5A,USB PD3.0的电压为20V,100W的功率,限制了大功率使用场景。USB PD3.1通过扩展电压至48V,电流5A不变,使得承载的功率提高到240W。

 

对于电脑应用而言,目前的USB PD3.0标准的最大100W功率仅够维持部分轻薄型笔记本电脑的供电需求,更大功率的游戏本还是需要继续使用传统的大型DC适配器。

 

USB PD3.1标准可提供最大240W的充电功率,这几乎覆盖了所有高性能独显游戏本、移动工作站以及部分台式机供电,同时还将进一步提升USB PD快充标准在消费类电源领域的普及率,用先进的USB PD3.1适配器取代传统笨重的电源适配器。

 

USB PD3.1规范覆盖了24V母线电机驱动的电源供应,比如电动工具市场。目前内置电池的电动工具普及度越来越高,仅2020年电动工具的出货量达到了4.9亿台,而大部分电动工具都是采用多串的锂电池组供电,USB PD3.1标准的发布将推动电动工具从传统线性充电向USB PD快充的迭代,并可简化充电电路设计,降低总体成本并改善快充体验。

 

除此之外,USB PD3.1标准还可应用于安防领域POE供电、两轮电动车、IOT物联网设备等领域,优化设备成本。

 

总结

 

USB PD3.1是非常有野心的标准升级,把USB PD的应用由传统的手机和笔记本电脑供电,扩充到便携式设备、物联网设备、智能家居、通信和安防设备、汽车和医疗等领域,让USB PD将成为真正大一统的供电标准,对地球环保、减少电子垃圾,万物互联起到重要的推动作用。


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240W够大了。我家的电炖煲才280W。 以后可以边打电脑边煲粥了。

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功率增大,充电器的体积也会增大 主要是妄想实现万物皆可快充  详情 回复 发表于 2021-7-5 09:23

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tagetage 发表于 2021-7-5 09:06 240W够大了。我家的电炖煲才280W。 以后可以边打电脑边煲粥了。

功率增大,充电器的体积也会增大

主要是妄想实现万物皆可快充


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笔记本电源又要升级了

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充的快了 今后出门带个本本,若是备个大功率快充,体积大重量增,也不方便  详情 回复 发表于 2021-7-5 10:14

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dcexpert 发表于 2021-7-5 09:37 笔记本电源又要升级了

充的快了

今后出门带个本本,若是备个大功率快充,体积大重量增,也不方便


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快充是设备与电源直接通讯,然后要求电源输出需要的电压档吗?

 

拿快充电源做个数控电源如何?

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不一定要有电压档 设备与电源直接如有通讯协议,看支持那种快充协议 如果对方没有协议,或者协议不匹配了,就是普通充,或者干脆不充,快充协商没完成之前一直普通充。 快充电源做个数控电源应该可以  详情 回复 发表于 2021-7-5 17:57

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蓝雨夜 发表于 2021-7-5 16:11 快充是设备与电源直接通讯,然后要求电源输出需要的电压档吗?   拿快充电源做个数控电源如何? ...

不一定要有电压档

设备与电源直接如有通讯协议,看支持那种快充协议

如果对方没有协议,或者协议不匹配了,就是普通充,或者干脆不充,快充协商没完成之前一直普通充。

快充电源做个数控电源应该可以

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可以通过协议控制输出固定电压,5V,12V,20V,然后后面做个数控连续可调部分,做个小板子      详情 回复 发表于 2021-7-5 20:24

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qwqwqw2088 发表于 2021-7-5 17:57 不一定要有电压档 设备与电源直接如有通讯协议,看支持那种快充协议 如果对方没有协议,或者协议不 ...

可以通过协议控制输出固定电压,5V,12V,20V,然后后面做个数控连续可调部分,做个小板子

 

 


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电压越高充电就会越快吗?

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TPS65987D

是不是可以直接选择需要的电压输出

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看手册,这个65987D是能100W功率,内部集成了独立的20-V、5-A    详情 回复 发表于 2021-7-22 14:47

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蓝雨夜 发表于 2021-7-22 08:07 TPS65987D 是不是可以直接选择需要的电压输出

看手册,这个65987D是能100W功率,内部集成了独立的20-V、5-A

 


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