快充技术重大更新,USB PD3.1发布,支持48V和240W输出

充电头网

2021-05-27 11:29深圳电酷网络科技有限公司,优质数码领域创作者
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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、慧能泰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,赛普拉斯天德钰智融瑞芯微芯海、美思半导体、伟诠等35家芯片原厂推出了126款可用于USB PD快充充电器的DFP协议芯片,充分满足电源工厂现有的产品开发需求。

USB PD3.1规范的推出,将会带领USB PD快充芯片进入一个更大的市场,不仅局限于手机充电、笔记本电脑充电的应用。

除了供电芯片,USB PD快充市场的扩张,还将带动市场对双向充电协议芯片的需求,比如电动工具,服务器电源、通信电源等新兴的应用场景,产品升级都需要双向充电芯片。

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。

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。

充电头网总结

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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