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usb-c线缆标准重大升级支持240W快充

2021-10-10
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近期,一则《usb type-c电缆和连接器规范修订版2.1公布》新闻吸引了充电头网的关注。随后查阅相关资料得知,这个是充电头网今年5月发布的《快充技术重大更新,USB PD3.1发布,支持48V和240W 输出》的延伸内容。


负责维护usb-c协议的USB-IF 协会已经发布了新的认证标识,主要用于鉴别电缆或端口是否支持 60W或240W 功率,希望客户能够读懂这些标签。usb-c正日益成为一种标准,但不同的usb-c电缆支持不同的电缆功率。现在,USB协会(USB-IF),这个非营利性的支持团体,想让买家和用户立即清楚他们得到的是什么类型的电缆。


一句话概括,这次更新了usb-c线缆的最新规范,更高支持240W快充,进一步完善了整个USB PD3.1 标准的生态。简而言之,它足以为你的游戏笔记本和几乎其他任何电子设备供电。

USB-IF总裁兼首席运营官Jeff Ravencraft 说:" 随着USB PD 3.1规范实现了新的更高的功率能力,它在usb type-c电缆和连接器上释放了高达240W 的功率,USB-IF 看到了一个为终端用户进一步加强和简化其认证标志计划的机会。"


" 通过我们更新的标识,消费者可以轻松识别认证usb-c电缆的usb4性能和USB Power Delivery 功能,这些电缆支持不断扩大的消费电子产品生态系统,从笔记本电脑和智能手机到显示器和充电器。"


usb type-c2.1发布E-Marker 芯片是每一条超过3A的usb-c数据线都必须具备的芯片,只有内置了这颗芯片的数据线,才可以被充电器识别,支持100W和更高功率快充,为手机和笔记本快速充电。


usb-c线缆标准重大升级支持240W快充


目前安卓手机已全面换装usb-c口充电,越来越多的笔记本也开始使用usb-c接口充电。USB PD 快充通用性好,兼容性强的优势得到充分发挥,市场潜力巨大。


USB-IF 协会于2021年9月30日-10月1日期间在美国西雅图成功举办了usb开发者大会,宣布了新的认证usb type-c线缆额定功率 logo,经过认证的usb type-c线缆将显示logo支持近期发布的 USB Power Delivery ( USB PD ) 3.1 规范定义的60W或240W功率。

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此外,认证的USB4 Logo 即将更新,以统一整个经过认证的usb徽标计划,为消费者提供了一种简单的方法来识别性能以及经过认证的usb线缆、主机、周边设备和充电器的供电能力。

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USB-IF新的认证usb标志计划提出了电缆标志," 明确表示支持USB Power Delivery 3.1规范所定义的60W或240W"。该组织还发布了新的usb4标识。这些标志旨在为不同类型的电缆 " 统一品牌 "。

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这一切都归功于新的usb type-c2.1修订版,当然,更大的变化是我们看到的240W 规格的提升。此前,type-c连接器被限制在输出5A电流时提供20V电压,这意味着它们无法提供超过100W的功率。


即使是100W,对于标准笔记本电脑或旗舰智能手机来说也是令人印象深刻的,但如果用的是游戏笔记本电脑,包含标压甚至超频的CPU或桌面GPU,那么100W 就不足以让它长时间运转,更何况许多笔记本连接100W PD充电头实际上只能获得65W甚至更低的功率。

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新的usb type-c修订版可以提供高达48V、5A的电力支持,这意味着可以拉到240W的峰值功率,几乎目前所有的笔记本电脑需求都可以由一条很快就会普及的usb电缆供电。不过需要注意的是,这种可选的电源升级需要新的扩展电源范围(EPR)电缆,而不是我们现在使用的标准SPR 电缆。


这意味着SPR电缆将很快被EPR电缆取代。但与此同时,我们必须了解这样一个事实:不需要那么高电源功率的设备仍有可能继续使用市场上现有的标准usb type-c电缆,同样可以享用到供电之外的传输性能提升。

USB PD3.1到来规范将原来的USB PD3.0内容归到标准功率范围(Standard Power Range,简称 SPR)里面,更大功率保持100W不变;同时增加了扩展功率范围(Extended Power Range,简称 EPR),更大功率由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)。



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充电头网这里整理一份usb充电标准的发展历程,方便大家了解各个阶段的变化。


近期,关于欧盟统一usb-c充电接口的新闻,在业界引起了轰动。目前欧盟推荐的usb-c接口正是来自USB-IF协会,同样欧盟将USB PD作为快充标准作为推荐。

重要须知充电头网从USB-IF授权实验室百佳泰获悉如下重要信息,提醒广大厂商留意。

USB-IF 建立了新的认证usb type-c线缆徽标以显示线缆功率以瓦特为单位的功能,明确表示支持usb定义的60W或240W电力传输3.1规范。

经认证的usb4徽标同时更新,以统一经过认证的usb徽标计划。

提醒消费者从可信来源购买经过usb认证的产品,将在包装、产品简介或线缆或设备上显示USB-IF认证徽标。


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依照USB-IF Compliance Updates 所公告的最新消息,协会目前已经在usb type-c Cable and Connector Specification Revision 2.1第3章表格3-1中,明确定义以240W的C to C Cable 规格 ( 48V 5A ) 取代100W 的 C to C Cable ( 20V 5A ) ,并且将在 2021/12/22 开始停止认证所有 100W 的 C to C Cable ( 20V 5A ) 。


这些厂商已经提前准备目前USB-IF已经正式对外公布了USB PD3.1快充规范和usb type-c2.1 线缆标准,由此可见未来快充生态将会朝大功率发展。如需快充,离不开充电器、线缆、设备三者的支持,目前充电器芯片、线缆芯片已经就绪,如英飞凌、易冲、威锋电子都来了相应的解决方案。


最后就是设备端了。谁会是家发布支持USB PD3.1快充的笔记本电脑品牌?2021年是否能否体验到超过 100W 快充的设备?目前这些问题还没有确切答案,我们一起拭目以待。


英飞凌率先推出支持USB PD3.1的协议芯片,具体型号为EZ-PD PMG1-S3,是英飞凌品牌新一代USB PD协议芯片,支持28V 5A(140W)输出和取电。PMG1协议芯片均内置MCU微处理器,可提供额外的控制功能,适合智能扬声器、笔记本电脑、电动工具和存储设备等。


usb-c线缆标准重大升级支持240W快充


支持USB PD3.1的PMG1-S3协议芯片,有两个封装,分别是QFN-48和BGA-97。两款支持的接口数不同,封装不同,以表格的形式展示不同点。值得一提的是,BGA封装的快充芯片非常少见。


PMG1-S3协议芯片集成了USB PD3.1 协议,内置ARM M0及M0+处理器,片内集成256K Flash 和32K SRAM,支持GPIO引脚,内置通路管驱动电路,用于片内供电的稳压器和引脚高压保护电路。同时PMG1还提供过压过流保护、短路保护和反向电流保护。最新引入的固件保护功能支持安全固件启动和签名固件更新等安全功能。

除此之外,英飞凌还同步推出了USB4 emarker 芯片CPD2103,已经被多家厂商采用。

易冲半导体充电头网获悉,易冲半导体(ConvenientPower)最新推出的USB4 E-Marker 芯片 CPS8821 目前已经通过了USB-IF 协会认证测试,TID 号为 4244。


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CPS8821也由此成为了是国内首颗,全球第5颗通过USB-IF USB4认证的E-Marker 芯片。易冲半导体CPS8821采用DFN-6L 2mmx2mm、DFN-8L 2mmx2mm、CSP 1.4x1mm 封装方式,符合环保无铅、无卤素。


据了解,易冲半导体CPS8821 是一款高性能usb type-c无源线缆电子标签芯片(E-marker),能够提供包括电流承载能力、数据传输能力、供应商信息等线缆主要信息;支持最新的USB PD3.0 V2.0版本及USB4特性,支持 Discover Identity,Discover SVID,Discover Modes, Enter Modes 和 Exit Modes 命令,支持 Manufacturer_Info 数据包,方便厂商将相关信息存储在线缆中。

威锋电子VL153 E-Marker 芯片,采用 WLCSP-6封装,封装尺寸为 1.1*1.245mm,非常小巧,无外部元件,减少插头PCB面积占用。


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威锋电子VL153 E-Marker 芯片可用于usb-c和雷电 3 被动线,符合USB PD和 usb4规范,支持通过CC线使用非结构化的供应商自定义信息编程,并且支持SMBus 编程和调试。


VL153无需外围元件,内部集成所有元件。同时支持两次写入信息,支持写保护,并且具有长寿命和数据保存期优势。VL153可用于全功能的usb-c线缆和被动式雷电线缆。符合RoHS和HF指令。


威锋电子VL153提供DFN-8和WLCSP封装,适合多种应用场合,芯片支持多种编程方式和写保护,完整的过压和静电保护,以及无外围元件,可简化设计,降低成本,助力usb-c接口加速普及。

历史回顾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。

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usb3.0和usb 2.0接口更高可达 100W 供电能力的美好想象。

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。

2015年底,USB-IF 协会推出了USB PD3.0标准。

2017年2月,发布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。

2021年5月,USB-IF 协会揭晓了USB PD3.1快充规范,提出更高48V 5A,240W充电愿景。

2021年10月,USB-IF 协会发布了usb type-c2.1 线缆标准,完成了线缆240W技术说明。

十年时间,从7.5W到240W,我们见证了USB PD 快充豹变。

来源:充电头网

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