Bayangkan dunia di mana laptop, tablet, dan bahkan perkakas listrik Anda menggunakan pengisi daya yang sama dengan kecepatan pengisian daya yang sangat cepat. Ini bukan lagi fiksi ilmiah tetapi kenyataan yang dimungkinkan oleh teknologi USB Type-C dan USB Power Delivery (PD). USB Type-C, dengan orientasi colokan yang dapat dibalik dan kemampuan transfer data yang kuat, telah menjadi standar industri. USB PD selanjutnya memperluas fungsionalitas USB-C dengan memungkinkan pengiriman daya yang lebih tinggi untuk pengisian daya yang cepat di lebih banyak perangkat.
Spesifikasi USB PD 3.0 sudah memungkinkan daya hingga 100W (20V, 5A) dalam kedua arah, yang dikenal sebagai Rentang Daya Standar (SPR). Spesifikasi USB PD 3.1 terbaru memperluas kemampuan ini secara dramatis, meningkatkan batas pengiriman daya menjadi 240W (48V, 5A) melalui kabel USB-C, yang ditetapkan sebagai Rentang Daya Diperluas (EPR).
| Rentang Daya | Arus/Tegangan yang Tersedia | Rentang Profil Pengiriman Daya | Catatan |
|---|---|---|---|
| SPR |
3A: 5V, 9V, 15V, 20V
5A: 20V |
15W-60W
>60W-100W |
Membutuhkan kabel 5A |
| EPR | 5A: 28V, 36V, 48V | >100W-240W |
Membutuhkan mode EPR
Membutuhkan kabel EPR |
Mode EPR memungkinkan pengiriman daya hingga 240W (48V, 5A). Seperti negosiasi protokol USB PD standar, mode EPR mengharuskan perangkat penerima untuk mengevaluasi dan merespons pesan kemampuan daya baru. Pemilihan 48V sebagai tegangan maksimum terutama mempertimbangkan margin keselamatan desain.
Di luar tingkat tegangan tetap dalam mode EPR, sumber daya juga harus mematuhi spesifikasi Adjustable Voltage Supply (AVS). Dalam mode EPR, AVS memungkinkan perangkat penerima untuk menyetel tegangan antara 15V dan 48V dalam peningkatan 100mV, meningkatkan kinerja dan efisiensi termal. AVS juga memungkinkan perangkat untuk menerima tegangan dari pengisi daya apa pun, menghilangkan kebutuhan akan adaptor khusus dan menciptakan pengalaman pengguna yang konsisten di seluruh ekosistem elektronik.
Meskipun Programmable Power Supply (PPS) dan AVS sama-sama menampilkan langkah tegangan yang dapat diprogram, mereka melayani tujuan yang berbeda. AVS berfungsi sebagai sumber tegangan konstan, menyediakan tegangan DC yang stabil ke sistem untuk meningkatkan efisiensi. PPS menawarkan peningkatan langkah yang lebih kecil (20mV) untuk pengisian daya baterai langsung, melewati pengisi daya baterai perangkat. Perbedaan utamanya adalah bahwa tegangan PPS berubah secara dinamis selama pengisian daya, sementara AVS mempertahankan tingkat tegangan konstan.
Perangkat bertenaga baterai portabel seperti speaker Bluetooth dan perkakas listrik akan sangat diuntungkan dari adopsi USB-C. Penerapan USB-C memungkinkan perangkat ini untuk mengisi daya melalui port USB-C dan memberi daya pada perangkat yang terhubung melalui antarmuka yang sama. Produk yang menggunakan pengisi daya baterai sel tunggal atau multi-sel sekarang dapat dipasangkan dengan pengontrol USB-C atau USB PD untuk menerima dan menyediakan daya melalui port USB-C.
Untuk menyederhanakan desain port USB PD untuk produk bertenaga baterai, pengontrol USB PD canggih sekarang menggabungkan dukungan host I2C untuk kontrol pengisi daya baterai langsung. Pendekatan terintegrasi ini memungkinkan solusi dua chip tanpa memerlukan mikrokontroler eksternal. Pengontrol USB PD secara otomatis memperbarui parameter pengisi daya baterai berdasarkan negosiasi daya melalui port USB PD, menghilangkan kebutuhan akan pengembangan firmware khusus.
Untuk mendukung Rentang Daya Diperluas 240W penuh, desain referensi memasangkan pengontrol USB PD dengan pengontrol pengisian daya buck-boost dua arah pada papan sirkuit cetak tunggal. Solusi lengkap ini tidak memerlukan mikrokontroler eksternal atau firmware khusus, memungkinkan pengiriman daya dua arah 240W yang benar-benar plug-and-play.
Desain referensi semacam itu berfungsi sebagai solusi USB PD dan pengisian daya terintegrasi untuk produk dengan baterai 7-14 sel, termasuk perkakas listrik, penyedot debu, stasiun daya portabel, dan e-bike. Tingkat integrasi yang tinggi mengurangi biaya bill-of-materials, meminimalkan jejak fisik, dan secara signifikan memperpendek waktu pemasaran untuk produk baru.
Dengan kemampuan dayanya yang diperluas, USB-C sedang memantapkan dirinya sebagai konektor universal di masa depan. Meskipun menerapkan teknologi USB-C menghadirkan tantangan, solusi terintegrasi sekarang ada yang menyederhanakan aspek perangkat keras dan perangkat lunak dari desain. Pengontrol USB PD dan pengisi daya baterai yang dipasangkan, didukung oleh desain referensi yang komprehensif, memungkinkan ukuran solusi yang lebih kecil dan siklus pengembangan produk yang lebih cepat di berbagai industri.