Stel je een wereld voor waar je laptop, tablet en zelfs elektrische gereedschappen allemaal dezelfde oplader gebruiken met ongelooflijk snelle oplaad snelheden.Dit is geen sciencefiction meer maar een realiteit die mogelijk wordt gemaakt door USB Type-C en USB Power Delivery (PD) technologieënUSB Type-C, met zijn omkeerbare aansluiting en robuuste gegevensoverdrachtsmogelijkheden, is de industriestandaard geworden.USB PD breidt de functionaliteit van USB-C verder uit door een hogere stroomtoevoer mogelijk te maken voor snel opladen op meer apparaten.
De USB PD 3.0-specificatie stelde al voor tot 100W aan vermogen (20V, 5A) in beide richtingen, bekend als het Standard Power Range (SPR).1 specificatie breidt deze mogelijkheid drastisch uit, waardoor de stroomleveringslimiet wordt verhoogd tot 240 W (48 V, 5 A) via USB-C-kabels, aangeduid als Extended Power Range (EPR).
| Vermogensbereik | Beschikbare stroom/spanning | Stromleveringsprofielbereik | Notities |
|---|---|---|---|
| SPR | 3A: 5V, 9V, 15V, 20V 5A: 20V |
15W-60W > 60W-100W |
Vereist 5A kabel |
| EPR | 5A: 28V, 36V, 48V | > 100 W-240 W | Vereist EPR-modus EPR-kabel vereist |
De EPR-modus maakt het mogelijk om tot 240 W (48 V, 5 A) aan stroom te leveren. Net als standaard USB PD-protocolonderhandelingen vereist de EPR-modus ontvangende apparaten om nieuwe berichten over stroomcapaciteit te evalueren en te reageren.Bij de keuze van 48 V als maximale spanning wordt in de eerste plaats rekening gehouden met de veiligheidsmarges van het ontwerp..
Naast de vaste spanningsniveaus in de EPR-modus moeten stroombronnen ook voldoen aan de specificaties van de verstelbare spanningsvoorziening (AVS).AVS stelt ontvangende apparaten in staat om spanningen tussen 15V en 48V in stappen van 100mV te verfijnenAVS stelt apparaten ook in staat om spanning te ontvangen van elke oplader,het elimineren van de noodzaak van aangepaste adapters en het creëren van consistente gebruikerservaringen in alle elektronische ecosystemen.
Hoewel zowel de programmeerbare stroomvoorziening (PPS) als de AVS programmabele spanningsstappen hebben, dienen ze verschillende doeleinden.het leveren van een stabiele gelijkstroomspanning aan systemen voor een verbeterde efficiëntie. PPS biedt kleinere stappen (20mV) voor direct opladen van de batterij, waarbij de batterijoplader van het apparaat wordt omzeild.terwijl AVS een constant spanningsniveau behoudt.
Draagbare apparaten op batterijen zoals Bluetooth-luidsprekers en elektrische gereedschappen zullen aanzienlijk profiteren van de adoptie van USB-C.Het implementeren van USB-C stelt deze apparaten in staat om zowel via de USB-C-poort te laden als aangesloten apparaten via dezelfde interface te voorzien van stroomProducten met een of meerdere batterijopladers kunnen nu worden gekoppeld aan USB-C- of USB-PD-controllers om stroom te ontvangen en te leveren via USB-C-poorten.
Om het ontwerp van USB PD-poorten voor batterijgebaseerde producten te vereenvoudigen, bevatten geavanceerde USB PD-controllers nu I2C-hostondersteuning voor directe besturing van de batterijoplader.Deze geïntegreerde aanpak maakt dual-chipoplossingen mogelijk zonder dat er externe microcontrollers nodig zijnDe USB PD-controller werkt de parameters van de batterijoplader automatisch bij op basis van stroomoverleg via de USB PD-poort, waardoor de noodzaak van aangepaste firmwareontwikkeling wordt weggenomen.
Om het volledige 240W Extended Power Range te ondersteunen, koppelen referentiedesigns USB PD-controllers aan bidirectionele buck-boost oplaadcontrollers op enkele printplaten.Deze complete oplossingen vereisen geen externe microcontrollers of aangepaste firmware, waardoor echte plug-and-play 240W bidirectionele stroomtoevoer mogelijk is.
Dergelijke referentiedesigns dienen als geïntegreerde USB-PD- en oplaadoplossingen voor producten met batterijen met 7-14 cellen, waaronder elektrische gereedschappen, stofzuigers, draagbare elektriciteitscentrales en e-bikes.De hoge mate van integratie vermindert de kosten van de materialenrekening, vermindert de fysieke voetafdruk en verkorteert de tijd voor het op de markt brengen van nieuwe producten aanzienlijk.
Met zijn uitgebreide vermogen, is USB-C zich aan het vestigen als de universele connector van de toekomst.Er bestaan nu geïntegreerde oplossingen die zowel hardware- als softwareaspecten van het ontwerp vereenvoudigenGepaarde USB-PD-controllers en batterijladers, ondersteund door uitgebreide referentiedesigns, maken kleinere oplossingsgroottes en snellere productontwikkeling cycli in meerdere industrieën mogelijk.