تصور کنید دنیایی که لپ تاپ، تبلت و حتی ابزارهای الکتریکی شما همگی از یک شارژر با سرعت شارژ فوق العاده سریع استفاده می کنند.این دیگر داستان های علمی تخیلی نیست بلکه واقعیت است که توسط فناوری های USB Type-C و USB Power Delivery (PD) امکان پذیر می شودUSB Type-C، با جهت گیری پلگ برگشت پذیر و قابلیت های انتقال داده قوی، به استاندارد صنعت تبدیل شده است.USB PD قابلیت USB-C را با ارائه قدرت بیشتر برای شارژ سریع در دستگاه های بیشتر گسترش می دهد.
مشخصات USB PD 3.0 در حال حاضر اجازه می دهد تا 100 وات قدرت (20V، 5A) در هر دو جهت، به عنوان محدوده قدرت استاندارد (SPR) شناخته شود. آخرین USB PD 3.1 مشخصات این قابلیت را به طور چشمگیری گسترش می دهد، افزایش محدوده تحویل برق به 240W (48V، 5A) از طریق کابل های USB-C، به عنوان محدوده قدرت گسترش یافته (EPR) تعیین شده است.
| محدوده قدرت | جریان/ ولتاژ موجود | محدوده پروفایل عرضه برق | یادداشت ها |
|---|---|---|---|
| SPR | 3A: 5V، 9V، 15V، 20V 5A: 20 ولت |
15W-60W >60W-100W |
نیاز به کابل 5A داره |
| EPR | 5A: 28V، 36V، 48V | >100W-240W | نیاز به حالت EPR به کابل EPR نیاز داره |
حالت EPR امکان تحویل قدرت را تا 240 ولت (48 ولت، 5 آمپر) فراهم می کند. مانند مذاکرات پروتکل استاندارد USB PD، حالت EPR نیاز به دستگاه های گیرنده برای ارزیابی و پاسخ به پیام های جدید ظرفیت قدرت دارد.انتخاب 48 ولت به عنوان ولتاژ حداکثر در درجه اول حاشیه ایمنی طراحی را در نظر می گیرد.
علاوه بر سطوح ولتاژ ثابت در حالت EPR، منابع برق نیز باید با مشخصات ولتاژ تنظیم شده (AVS) مطابقت داشته باشند.AVS به دستگاه های گیرنده اجازه می دهد تا ولتاژ بین 15V و 48V را در افزایش 100mV تنظیم کنند، بهبود عملکرد و بهره وری حرارتی. AVS همچنین دستگاه ها را قادر می سازد که ولتاژ را از هر شارژر دریافت کنند،حذف نیاز به آداپتورهای سفارشی و ایجاد تجربیات کاربر سازگار در سراسر اکوسیستم های الکترونیکی.
در حالی که هر دو منبع برق قابل برنامه ریزی (PPS) و AVS دارای مراحل ولتاژ قابل برنامه ریزی هستند، آنها به اهداف مختلف خدمت می کنند.ارائه ولتاژ ثابت DC به سیستم ها برای بهبود کاراییPPS افزایش گام های کوچکتر (20mV) را برای شارژ مستقیم باتری ارائه می دهد و شارژر باتری دستگاه را دور می کشد. تفاوت اصلی این است که ولتاژ PPS در طول شارژ به طور پویا تغییر می کند.در حالی که AVS سطوح ولتاژ ثابت را حفظ می کند.
دستگاه های قابل حمل با باتری مانند بلندگو های بلوتوث و ابزارهای الکتریکی به طور قابل توجهی از پذیرش USB-C بهره مند می شوند.پیاده سازی USB-C این دستگاه ها را قادر می سازد تا از طریق پورت USB-C شارژ شوند و دستگاه های متصل شده را از طریق یک رابط متصل کنندمحصولات با استفاده از شارژرهای باتری تک یا چند سلولی اکنون می توانند با کنترلرهای USB-C یا USB PD برای دریافت و تأمین برق از طریق پورت های USB-C جفت شوند.
برای ساده سازی طراحی پورت USB PD برای محصولات باتری، کنترلرهای پیشرفته USB PD در حال حاضر پشتیبانی میزبان I2C را برای کنترل مستقیم شارژر باتری شامل می شوند.این رویکرد یکپارچه راه حل های دو تراشه را بدون نیاز به میکروکنترلرهای خارجی امکان پذیر می کندکنترل کننده USB PD به طور خودکار پارامترهای شارژر باتری را بر اساس مذاکرات قدرت از طریق پورت USB PD به روز می کند و نیاز به توسعه نرم افزار سفارشی را از بین می برد.
برای پشتیبانی از طیف گسترده ای از قدرت 240 وات، طرح های مرجع کنترل کننده های USB PD را با کنترل کننده های شارژ دو طرفه buck-boost در یک صفحه مدار چاپی واحد جفت می کنند.این راه حل های کامل نیازی به میکروکنترلرهای خارجی یا نرم افزار سفارشی ندارند، که باعث می شود واقعاً برق دو طرفه 240 ولت به صورت پلاگ اند پلی تامین شود.
چنین طرح های مرجع به عنوان یکپارچه USB PD و راه حل های شارژ برای محصولات با باتری های 7-14 سلول، از جمله ابزار برق، جاروبرقی، نیروگاه های قابل حمل و دوچرخه های الکترونیکی عمل می کنند.سطح بالایی از ادغام هزینه های حساب مواد را کاهش می دهد، اثر فیزیکی را به حداقل می رساند و زمان ورود به بازار برای محصولات جدید را به طور قابل توجهی کوتاه می کند.
با ظرفیت های قدرت گسترده خود، USB-C خود را به عنوان کانکتور جهانی آینده تاسیس می کند. در حالی که پیاده سازی فناوری USB-C چالش هایی را به همراه دارد،اکنون راه حل های یکپارچه ای وجود دارد که هر دو جنبه سخت افزاری و نرم افزاری طراحی را ساده می کندکنترل کننده های USB PD و شارژرهای باتری جفت شده، که توسط طرح های مرجع جامع پشتیبانی می شوند، باعث می شود اندازه های راه حل کوچکتر و چرخه های توسعه محصول سریع تر در صنایع مختلف باشد.