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

05 августа 2022 года

В чём различия между USB PD3.1 и USB PD2.0PD3.0?

Недавно Ассоциация USB-IF выпустила новейший стандарт быстрой зарядки USB PD3.1, который увеличивает мощность зарядки с 100 Вт до 240 Вт и поддерживает максимальное напряжение 48 В, что сразу привлекло внимание сотрудников кабельной и зарядной индустрии.



Буквально USB PD3.1 можно рассматривать только как обновление USB PD3.0, но по мощности это качественный скачок. Итак, в чём разница между USB PD3.1 и USB PD2.0 PD3.0?


 
История разработки стандартов протоколов зарядки
Время Протокольные стандарты Интерфейс Характеристики зарядки
2010 USB BC1.2 USB Type-A 5V 1,5A
2012.07 USB PD1.0 USB Type-A,
USB Type-B
Н/Д
2014.08 USB PD2.0 USB Type-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2015.11 USB PD3.0 USB Type-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2017.02 USB PD3.0 PPS USB Type-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
PPS: 3.3-5.9V 3A, 3.3-11V 3A, 3.3-16V 3A, 3.3-21V 3A, 3.3-21V 5A
2021.05 USB PD3.1 USB Type-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
PPS: 3.3-5.9V 3A, 3.3-11V 3A, 3.3-16V 3A, 3.3-21V 3A, 3.3-21V 5A
EPR: 28V 5A, 36V 5A, 48V 5A
AVS: 15-28V 5A, 15-36V 5A, 15-48V 5A
● Приведённая выше информация предназначена только для справки, производителя форм: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

Стандарт быстрой зарядки USB PD2.0 был выпущен в августе 2014 года, который не только предусматривает, что интерфейс USB Type-C является единственным стандартным интерфейсом, но и предоставляет этому интерфейсу больше функций, таких как зарядка, передача данных, передача аудио и т.д. Что касается зарядки, USB PD2.0 определяет выходы, поддерживающие 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A и 20V5A, а максимальная мощность зарядки достигает 100 Вт.



Однако это была эпоха, когда интерфейс Micro USB пользовался популярностью. Рынок мобильных телефонов в основном доминировал частными протоколами быстрой зарядки, такими как QC, AFC, FCP и PE. Было сложно популяризировать быструю зарядку USB PD. Эта ситуация сохранялась до 2015 года, когда Apple выпустила первый в отрасли новый MacBook с USB PD2.0 быстрой зарядкой, и быстроя зарядка USB PD официально стала популяризироваться в потребительской электронике.


USB PD3.0

В ноябре 2015 года система быстрой зарядки USB PD принесла значительное обновление, вступив в эпоху 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 идентификации версий программного и аппаратного обеспечения устройств, а также обновления программного обеспечения через коммуникацию PD; 3. Добавлена функция цифрового сертификата и цифровой подписи



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

В то время распространёнными решениями для быстрой зарядки были Qualcomm QC 4.0/3.0, MediaTek PE 3.0/2.0, OPPO VOOC, Huawei FCP/Supercharge, USB PD и др. Хотя то же самое используется для быстрой зарядки аккумуляторов мобильных телефонов, принципы отличаются. При зарядке мобильных телефонов разными брендами зарядных устройств быстрая зарядка часто не достигается.


USB PD3.0 впитал суть быстрой зарядки того времени и интегрировал её в «большое и комплексное» решение для быстрой зарядки для достижения унификации стандартов быстрой зарядки мобильных телефонов. Зарядное устройство, поддерживающее технологию PPS, обеспечивает быструю зарядку. Отсылаем к тем временам, когда одна зарядка была для всех телефонов. В последней OEM-спецификации Android 7.0 Google подчеркнула, что для мобильных телефонов с USB-интерфейсом технология быстрой зарядки должна поддерживать USB PD.



USB PD3.0 PPS

Чтобы изменить разделение протоколов быстрой зарядки на рынке мобильных телефонов, в феврале 2017 года Ассоциация USB-IF выпустила важное обновление стандарта USB PD3.0, добавив программируемую систему питания PPS на основе стандарта USB PD3.0.



PPS — это тип блока питания, поддерживаемый USB PD3.0. Это выход блока питания с использованием протокола USB PD, который может регулировать напряжение и ток. Спецификация PPS объединяет два режима зарядки: высокое напряжение и низкий ток, а также низкое напряжение и высокий ток. Амплитудная модуляция напряжения снижается до 20 мВ, что составляет лишь одну десятую от стандарта QC3.0 на тот момент, поэтому корректировка более точна.

Ассоциация USB-IF также достигла консенсуса с Thiel Labs, стремясь объединить технологию быстрой зарядки для стандарта быстрой зарядки PPS. В настоящее время быстрая зарядка PPS стала стандартом быстрой зарядки и занимает очень высокую долю среди пользователей мобильных телефонов на Android. С встроенным зарядным насосом мобильного телефона он обеспечивает высокую эффективность и мощную быструю зарядку. Используются модели Xiaomi, Samsung, Meizu и другие бренды.


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 на базе быстрой зарядки USB PD3.0 PPS.



Спецификация быстрой зарядки USB PD3.1 делит питание на два диапазона: стандартное питание (SPR) и расширенное питание (EPR). Среди них стандартный диапазон мощности — это современный стандарт быстрой зарядки USB PD3.0 PPS на рынке, максимальная мощность зарядки остаётся неизменной — 100 Вт; в то время как новые три напряжения 28V, 36V и 48V относятся к расширенному диапазону мощности, максимальный выходной ток, соответствующий трём напряжениям, по-прежнему составляет 5A, но максимальная выходная мощность может достигать 240W.


Помимо добавления трёх наборов фиксированных напряжений, стандарт USB PD3.1 также включает три набора регулируемых напряжений (AVS) в расширенном диапазоне мощности: 15V-28V 5A, 15V-36V 5A и 15V-48V 5A. Минимальная амплитуда регулирования напряжения AVS составляет 0,1 В, и режим постоянного ограничения мощности на основе PDP продолжает использоваться.


Краткое содержание

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

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


USB PD3.1 в основном предназначен для расширения сферы применения стандарта быстрой зарядки USB PD. Помимо потребительских товаров, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, он также может использоваться в области дисплеев, серверов, электроинструментов и обеспечения безопасности Poe, реализуя идею «всё можно заряжать».