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自 1996 年第一個 USB 標(biāo)準(zhǔn)面世以來，USB 連接器及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)多年來在物理連接器類型、數(shù)據(jù)速率和電力傳輸能力方面經(jīng)歷了眾多變化。當(dāng) USB Type-C® 在 2014 年登場亮相時，它代表了最新的物理標(biāo)準(zhǔn)，由于雙向可反插的封裝、更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更高的功率規(guī)格，為用戶提供了更多的功能和靈活性。USB 連接器最終與以下三個不同但相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)：連接器外形、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和電力傳輸。然而，在審視這些標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系時，往往會產(chǎn)生困惑。在討論純供電型 USB Type-C 連接器的新趨勢之前，有必要澄清一下各種 USB 標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系。 了解 USB 標(biāo)準(zhǔn) 從高層面來說，最新的 USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)只定義了用戶在當(dāng)今許多手機和電子設(shè)備中看到的物理連接器。數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議如 USB 3.2，甚至最新的 USB 4，只適用于電信號。雖然經(jīng)常一起使用，但工程師可以使用 USB 3.2 數(shù)據(jù)傳輸規(guī)格及其自己專用但不符合物理 USB 連接器標(biāo)準(zhǔn)的連接器，來創(chuàng)建一個系統(tǒng)。 USB 供電 (PD) 規(guī)格也是如此。由于設(shè)計，USB Type-C 連接器支持最高 5 A 的額定電流和 20 VDC 的額定電壓，可實現(xiàn) USB PD 3.0 中定義的高達 100 W 的電力傳輸能力。盡管 USB Type-C 連接器可以支持 USB 供電，但功率輸送規(guī)范實際受制于充電電路，同時受到實際連接器的電壓和電流容量限制。不過，USB Type-C 連接器所支持的這種更高的供電能力，使它們進入嶄新的供電應(yīng)用世界。 
圖 1：USB 功率水平的發(fā)展（圖片來源：CUI Devices） USB Type-C 連接器在電源設(shè)計中的優(yōu)勢 標(biāo)準(zhǔn) 24 觸頭 USB Type-C 連接器內(nèi)置 16 個數(shù)據(jù)傳輸觸頭、4 個電源觸頭和 4 個接地觸頭，支持高達 100 W 的電力傳輸。這使得 USB Type-C 連接器成為極具吸引力的電源應(yīng)用解決方案，即使在不需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，也能夠取代標(biāo)準(zhǔn)的直流電源連接器。 標(biāo)準(zhǔn)化是利用 USB 進行電力傳輸?shù)闹饕獌?yōu)勢之一。USB 連接器在許多不同的行業(yè)中廣泛采用，Type-C 也繼續(xù)確立其作為手機和移動設(shè)備通用連接器的地位。正因為如此，歐盟已經(jīng)討論了采用 USB Type-C 連接器作為標(biāo)準(zhǔn)用于其轄區(qū)內(nèi)未來購買和銷售的所有設(shè)備的可能性。對于最終用戶來說，只需一根現(xiàn)成的電纜就可連接各種產(chǎn)品，其便利性不言而喻。OEM 也受益于穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，因為 USB 連接器很容易找到，而且其標(biāo)準(zhǔn)化確保了一定程度的互操作性。因為這種標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計集成挑戰(zhàn)也得以減少。此外，USB Type-C 連接器的封裝尺寸通常比許多套管連接器更小，而且可靠性高、壽命長，額定配接次數(shù)高達 10,000 次。 純供電型 USB Type-C 連接器 鑒于前文所列優(yōu)點，CUI Devices 開發(fā)了一款純供電型 USB Type-C 插座，適用于預(yù)期用途僅為充電或電力傳輸?shù)膽?yīng)用。CUI Devices 的 60 W 純供電型 USB Type C 插座取消了 16 個數(shù)據(jù)傳輸觸頭和 2 個接地觸頭，只保留 4 個電源觸頭和 2 個接地觸頭。100 W 型號則保持所有四個電源和接地觸頭，共有八個觸頭。
圖 2：24 觸頭 Type-C 與 6 或 8 觸頭純供電型 Type-C 比較（圖片來源：CUI Devices） 與標(biāo)準(zhǔn) 24 觸頭 Type-C 相比，該連接器取消 16 個觸頭后，僅有 6 或 8 個觸頭，這種簡化設(shè)計使成本大幅降低。這不僅降低了零件成本，而且由于失效的觸頭和相關(guān)焊點減少，降低了復(fù)雜性和故障率。雖然這些純供電型 USB Type-C 連接器不傳輸數(shù)據(jù)，但仍然兼容所有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) + 電源 USB Type-C 電纜。這增加了其便利性，在連接器和電纜之間連接時，無需額外的硬件，也沒有額外的要求。 請注意，由于數(shù)據(jù)傳輸引腳已取消，USB 3.0 電源協(xié)商過程不會發(fā)生，這意味著充電設(shè)備將恢復(fù)到 5 V 和 1 A 的 USB 標(biāo)準(zhǔn)電力傳輸速率。在所有其他情況下，該連接器將像任何其他電源插孔一樣運作，充電由適配器/充電電路管理。 其他電源方案 雖然 USB Type-C 連接器適合各種應(yīng)用和設(shè)計，但專用電力傳輸產(chǎn)品如直流電源連接器，仍有其用處。最重要的是，USB Type-C 連接器的電力傳輸限制為 100 W，因此對于要求 100 W 以上的設(shè)計而言，根本無法選擇使用。雖然標(biāo)準(zhǔn)化的封裝在許多情況下都有好處，但在某些情況下，另一種尺寸或封裝類型可能是更合適的選擇。換句話說，當(dāng)需要定制化程度更高的連接器時，USB Type-C 可能會受限于其標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸和局限性。有關(guān)其他電源連接器在哪些情況下仍然是最佳解決方案的更多信息，請閱讀 CUI Devices 關(guān)于選擇直流電源連接器的博客文章。 USB Type-C 展望 USB Type-C 連接器及其廣泛應(yīng)用為工程師們提供了一個審視電源管理和輸送的新途徑。Type-C 雖然不是一個萬能的解決方案，但高達 100 W 的供電能力和全球標(biāo)準(zhǔn)化為其在各種產(chǎn)品和應(yīng)用中提供了強大的立足點。憑借其低成本和簡化的設(shè)計集成，CUI Devices 的純供電型 USB Type-C 插座在電力傳輸是唯一功能時為工程師提供了極具吸引力的選擇。 CUI Devices 目前提供水平或垂直型 60 W 純供電型 USB Type-C 插座，最大額定電流為 3 A，最大額定電壓為 20 VDC 。100 W 版本亦已問世，新版本擁有 USB Type C 連接器支持的全 5 A 額定電流和 20 VDC 額定電壓。 來源：Digi-Key 作者：Jeff Smoot 是 CUI Devices 應(yīng)用工程和運動控制部門副總裁 |
