PD快充技术重大更新,USB PD3.1发布,支持48V和240W输出
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近日,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。充电头网通过咨询业界专家,获得了关于USB PD3.1的一手资讯。
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。
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。
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。
这里整理一份USB充电标准的发展历程,方面大家了解各个阶段的变化。
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。
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
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。
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