基于USB的电源的吸引力及USB Type-C传输凭证

USB接口已经成为电子硬件的功能很长一段时间了-现已进入第四个十年。多年来，它的作用不断发展。最初，它是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）提供电源和数据的一种方式。除了所支持的数据速率的大幅提升外，人们开始更加重视其电源传输能力。因此，它获得了为消费者空间中的各种产品（例如智能手机，平板电脑等）充电所需的当前承载能力。近年来，与大功率USB技术有关的标准的到来意味着照明，电动工具，家用电器以及一系列其他设备现在可以解决。  

除了见证其运行性能参数的提高外，USB互连的物理形式也在不断发展。USB Type-C的到来带来了更紧凑，更直接易用的设计理念-拥有早期类型令人沮丧地缺乏的双向便利性。

定义USB

定义USB连接器的共有三种协议，尽管它们之间有很多相互关联的协议。这些处理连接器本身的物理形式，其数据传输功能和电源传输功能。其中的第一个以类型（A，B，Micro B，C等）表示，而后两个则取决于适用的USB世代（1.1 Full Speed，2.0 High Speed，3.0 SuperSpeed，3.1 SuperSpeed + ， 等等。）。因此，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，对于工程师来说，使用不是公认的USB类型的连接器来实​​现USB 3.2协议是可行的。

当我们查看USB Power Delivery（PD）规范时，情况也类似。该规格的3.0版能够承受高达5 A的电流，允许USB Type-C互连传输惊人的100 W功率。尽管它们通常彼此紧密相关，但不应将USB PD规范和连接器类型视为可互换的术语。功率的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限制。

除此之外，使用USB Type-C连接器可以提高功率水平，从而扩大了受益于它的潜在应用范围。在许多情况下，它有可能能够取代设备的常规DC电源电缆-带来的优势包括更大的便利性，更紧凑的外形尺寸和更高的耐用性（例如，可以完成10,000个配合循环）。  

基于USB的电源的吸引力

从电源交付的角度来看，与USB相关的标准化以及无与伦比的普遍性已被证明都是巨大的优势。表1列出了不同USB选件的承载能力。USB Type-C已经获得了不可思议的普及，现在已成为许多现代电子产品的通用互连。通过不再需要为每个设备充电的不同专有电缆的随机收集，这减轻了用户过去的烦恼。从OEM的角度来看，USB的普遍存在也可能是有利的。通过拥有稳定的供应链以及可靠的互操作性，可以避免潜在的设计集成挑战。

表1：不同世代USB的供电能力

随着USB供电机会的不断涌现，CUI设备现在提供60 W和100 W额定功率的USB Type-C插座，仅用于电源操作。这些是专门针对不需要数据传输且唯一的功能是电力传输的情况而优化的。对于额定功率为60 W的插座，所有16个数据触点和2个接地触点均已卸下，因此仅剩下4个电源触点和2个接地触点。对于额定功率为100 W的插座，保留了所有4个电源和接地触点，以补充8个触点。

图1：显示CUI设备的6触点和8触点仅供电USB Type-C插座的示意图。

消除了16个数据触点，大大简化了连接器的设计，从而降低了成本。更少的触点也减少了潜在故障的机会。尽管对触点布置进行了这些修改，但这些插座仍将与标准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，在没有任何数据传输引脚的情况下，不会发生通常会发生的USB PD 3.0协商过程。充电设备将默认使用5 V和1 A的标准USB参数。在所有其他情况下，仅由电源供电的USB Type-C连接器将像其他任何电源插孔一样工作，且适配器/充电电路决定了其充电方式。

结论

随着USB PD规范最新版本的问世，很明显USB Type-C连接器有潜力满足广泛的电源需求。但是，必须注意，其他选项仍然需要可用。由于限制了USB功率水平，因此无法在超过100 W的系统中使用该技术。此外，USB Type-C的标准化占位面积可能不适用于某些需要更具体尺寸规格的情况。直流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设备提供直流电源连接器和最新的仅电源USB Type-C插座，这是满足电源需求的有趣解决方案。