В чем разница между USB PD3.1 и USB PD2.0 PD3.0?

Авг 05, 2022

В чем разница между USB PD3.1 и USB PD2.0 PD3.0?

Недавно Ассоциация USB-IF выпустила новейший стандарт быстрой зарядки USB PD3.1, который увеличивает мощность зарядки со 100 Вт до 240 Вт и поддерживает максимальное выходное напряжение 48 В, что сразу же привлекло внимание персонала индустрии кабелей и зарядных устройств.



В буквальном смысле USB PD3.1 можно расценивать только как обновление USB PD3.0, но с точки зрения мощности это качественный скачок. Итак, в чем разница между USB PD3.1 и USB PD2.0 PD3.0?


 
История развития стандартов протоколов тарификации
Время Стандарты протокола Интерфейс Характеристики зарядки
2010 USB BC1.2 USB Type-A 5 В 1,5 А
2012.07 USB PD1.0 USB Type-A,
USB Type-B
Н/Д
2014.08 USB PD2.0 USB Type-C 5В 3А, 9В 3А, 15В 3А, 20В 2.25А, 20В 3А, 20В 5А,
2015.11 USB PD3.0 USB Type-C 5В 3А, 9В 3А, 15В 3А, 20В 2.25А, 20В 3А, 20В 5А,
2017.02 USB PD3.0 PPS USB Type-C 5В 3А, 9В 3А, 15В 3А, 20В 2.25А, 20В 3А, 20В 5А,
ППС: 3,3-5,9 В 3 А, 3,3-11 В 3 А, 3,3-16 В 3 А, 3,3-21 В 3 А, 3,3-21 В 5 А
2021.05 USB PD3.1 USB Type-C 5В 3А, 9В 3А, 15В 3А, 20В 2.25А, 20В 3А, 20В 5А,
ППС: 3,3-5,9 В 3 А, 3,3-11 В 3 А, 3,3-16 В 3 А, 3,3-21 В 3 А, 3,3-21 В 5 А
EPR: 28 В 5 А, 36 В 5 А, 48 В 5 А
AVS: 15-28 В 5 А, 15-36 В 5 А, 15-48 В 5 А
● Вышеуказанная информация носит справочный характер, создатель формы: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

В августе 2014 года был выпущен стандарт быстрой зарядки USB PD2.0, который не только предусматривает, что интерфейс USB Type-C является единственным стандартным интерфейсом, но и наделяет этот интерфейс дополнительными функциями, такими как зарядка, передача данных, передача аудио и т.д. Что касается зарядки, USB PD2.0 определяет выходы, которые поддерживают 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A и 20V5A, а максимальная мощность зарядки достигает 100 Вт.



Тем не менее, это все еще была эпоха, когда интерфейс Micro USB был популярен. На рынке мобильных телефонов в основном доминировали частные протоколы быстрой зарядки, такие как QC, AFC, FCP и PE. Популяризировать быструю зарядку USB PD было сложно. Такая ситуация продолжалась до 2015 года, когда Apple выпустила первый в отрасли новый MacBook, оснащенный стандартом быстрой зарядки USB PD2.0, а быстрая зарядка USB PD официально начала популяризироваться в потребительских электронных продуктах.


USB PD3.0

В ноябре 2015 года быстрая зарядка USB PD ознаменовала собой существенное обновление, вступившее в эру быстрой зарядки USB PD3.0. По сравнению с USB PD2.0, USB PD3.0 имеет три основных изменения: 1. Добавлено более подробное описание характеристик встроенного аккумулятора устройства; 2. Добавлена функция определения версии программного и аппаратного обеспечения устройства и обновления программного обеспечения через PD-связь; 3. А также добавлена функция цифрового сертификата и цифровой подписи



Проще говоря, по параметрам зарядки USB PD3.0 и USB PD2.0 не изменились, они по-прежнему поддерживают выход 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A, а максимальная мощность составляет 100W. Тем не менее, это обновление не улучшило хаотичную ситуацию со стандартами быстрой зарядки на рынке мобильных телефонов. Стандарты быстрой зарядки до сих пор независимы и несовместимы друг с другом.

Распространенными решениями для быстрой зарядки в то время были Qualcomm QC 4.0/3.0, MediaTek PE 3.0/2.0, OPPO VOOC, Huawei FCP/Supercharge, USB PD и т. д. Хотя для быстрой зарядки аккумуляторов мобильных телефонов используется то же самое, принципы отличаются. При зарядке мобильных телефонов зарядными устройствами разных марок быстрая зарядка часто не достигается.


USB PD3.0 вобрал в себя суть быстрой зарядки того времени и снова интегрировал ее в «большое и всеобъемлющее» решение для быстрой зарядки, чтобы достичь унификации стандартов быстрой зарядки мобильных телефонов. Зарядное устройство, поддерживающее технологию PPS, обеспечивает быструю зарядку. Возврат к тем временам, когда одно зарядное устройство было для всех телефонов. В последней OEM-спецификации Android 7.0 компания Google подчеркнула, что для мобильных телефонов, использующих интерфейс USB, технология быстрой зарядки должна поддерживать USB PD.



USB PD3.0 PPS

Для того, чтобы изменить ситуацию с протоколами быстрой зарядки на рынке мобильных телефонов, Ассоциация USB-IF в феврале 2017 года выпустила важное обновление стандарта USB PD3.0, добавив программируемую мощность PPS на основе стандарта USB PD3.0.



PPS — это тип блока питания, поддерживаемый USB PD3.0. Это выход источника питания, использующий протокол USB PD, который может осуществлять регулировку напряжения и тока. Спецификация PPS объединяет два режима зарядки: высокое напряжение и малый ток, а также низкое напряжение и высокий ток. Амплитудная модуляция напряжения снижена до 20 мВ, что составляет всего одну десятую от стандарта QC3.0 на тот момент, поэтому регулировка более точна.

Ассоциация USB-IF также достигла консенсуса с Thiel Labs, стремясь унифицировать технологию быстрой зарядки для стандарта быстрой зарядки PPS. В настоящее время быстрая зарядка PPS стала стандартом быстрой зарядки с очень высокой долей в лагере мобильных телефонов Android. Благодаря встроенной накачке заряда мобильного телефона он может обеспечить высокую эффективность и высокую мощность быстрой зарядки. Используются модели Xiaomi, Samsung, Meizu и других марок.


USB PD3.1

USB PD3.1 также является стандартом быстрой зарядки, недавно выпущенным ассоциацией USB-IF. Стандарт быстрой зарядки USB PD3.1 на самом деле является обновлением, основанным на быстрой зарядке USB PD3.0 PPS.



Спецификация быстрой зарядки USB PD3.1 делит мощность на два диапазона: стандартная мощность (SPR) и расширенная мощность (EPR). Среди них стандартный диапазон мощности — это текущий основной стандарт быстрой зарядки USB PD3.0 PPS на рынке, максимальная мощность зарядки остается неизменной и составляет 100 Вт; в то время как вновь добавленные три напряжения 28 В, 36 В и 48 В относятся к расширенному диапазону мощности, максимальный выходной ток, соответствующий трем напряжениям, по-прежнему составляет 5 А, но максимальная выходная мощность может достигать 240 Вт.


В дополнение к добавлению трех наборов фиксированных напряжений, стандарт USB PD3.1 также добавляет три набора регулируемых напряжений (AVS) в расширенном диапазоне мощности, которые составляют 15-28 В 5 А, 15 В-36 В 5 А и 15-48 В 5 А. Минимальная амплитуда регулирования напряжения AVS составляет 0,1 В, при этом продолжает использоваться режим ограничения постоянной мощности на основе PDP.


Суммировать

Прошло почти десять лет с момента разработки стандарта быстрой зарядки USB PD. Среди них USB PD2.0 является стандартом быстрой зарядки для реального массового производства и коммерческого использования, а также закладывает основу для реализации быстрой зарядки USB PD. USB PD3.0 более актуален с точки зрения функций идентификации протокола, а спецификации зарядки не изменились.

Стандарт быстрой зарядки USB PD3.0 PPS добавляет программируемый уровень напряжения, который совместим с большинством частных протоколов быстрой зарядки. Он стал наиболее широко используемым стандартом быстрой зарядки на рынке мобильных телефонов Android.


USB PD3.1 предназначен в основном для расширения сферы применения стандарта быстрой зарядки USB PD. В дополнение к потребительским товарам, таким как мобильные телефоны и ноутбуки, он также может использоваться в области дисплеев, серверов, электроинструментов и блоков питания Poe, реализуя видение «все можно зарядить».