長期以來，USB 接口一直是電子硬件的一個(gè)特征——現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第四個(gè)十年。多年來，它的作用不斷發(fā)展。起初，它作為一種為簡單的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備（鍵盤、鼠標(biāo)、條形碼閱讀器、閃存驅(qū)動(dòng)器等）提供電源和數(shù)據(jù)的方式。除了支持的數(shù)據(jù)速率大幅提升外，還開始更加重視其供電能力。因此，它獲得了為消費(fèi)領(lǐng)域內(nèi)的各種產(chǎn)品（例如智能手機(jī)、平板電腦等）充電所需的電流承載能力。近年來，與高功率 USB 技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)意味著現(xiàn)在可以解決照明、電動(dòng)工具、家用電器和一系列其他設(shè)備的問題。

除了見證其操作性能參數(shù)的提升外，USB 互連的物理形式也在不斷發(fā)展。USB Type-C 的到來帶來了更緊湊和直接使用的設(shè)計(jì)理念——擁有早期類型令人沮喪地缺乏的雙向便利性。

定義USB

定義 USB 連接器的協(xié)議有 3 種不同但非常相關(guān)。這些處理連接器本身的物理形式、數(shù)據(jù)傳輸能力和電力傳輸能力。其中第一個(gè)由類型（A、B、Micro B、C 等）表示，而后兩個(gè)取決于適用的 USB 代（1.1 全速、2.0 高速、3.0 超高速、3.1 超高速 + ， 等等。）。因此，僅僅因?yàn)槭褂?USB Type-C 并不一定意味著支持 USB 3.0 數(shù)據(jù)傳輸速率。相反，工程師可以使用不是公認(rèn)的 USB 類型的連接器來實(shí)現(xiàn) USB 3.2 協(xié)議。

當(dāng)我們查看 USB Power Delivery （PD） 規(guī)范時(shí)，情況與此類似。該規(guī)范的 3.0 修訂版能夠承載高達(dá) 5 A 的電流，允許 USB Type-C 互連傳輸驚人的 100 W 功率。盡管它們通常彼此密切相關(guān)，但不應(yīng)將 USB PD 規(guī)范和連接器類型視為可互換的術(shù)語。供電最終由充電電路控制——它僅受連接器的電流和電壓額定值限制。

除此之外，使用 USB Type-C 連接器可以實(shí)現(xiàn)的更高功率水平正在擴(kuò)大可以從中受益的潛在應(yīng)用范圍。在許多情況下，它有可能取代設(shè)備的傳統(tǒng)直流電源布線——帶來更多優(yōu)勢，例如更方便、更緊湊的外形和更高的穩(wěn)健性（例如，允許完成 10，000 次插拔循環(huán)）。

基于 USB 的電源的吸引力

與 USB 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化，再加上其令人難以置信的無處不在的水平，從電力傳輸?shù)慕嵌葋砜矗瑑烧叨急蛔C明是巨大的優(yōu)勢。表 1 顯示了不同 USB 選項(xiàng)的功率承載能力。USB Type-C 得到了驚人的普及，現(xiàn)在已成為大部分現(xiàn)代電子產(chǎn)品的通用互連。這減輕了用戶過去的挫敗感，不再需要隨機(jī)收集不同的專有電纜來為他們的每個(gè)設(shè)備充電。從 OEM 的角度來看，USB 的普遍性也可能是有利的。通過擁有穩(wěn)定的供應(yīng)鏈，加上有保證的互操作性，可以避免潛在的設(shè)計(jì)集成挑戰(zhàn)。

表 1：不同 USB 代的供電能力

隨著 USB 電源機(jī)會(huì)的不斷出現(xiàn)，CUI Devices 現(xiàn)在提供60 W和100 W額定 USB Type-C 插座，用于純電源操作。這些專門針對(duì)不需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r進(jìn)行了優(yōu)化，并且電力傳輸是唯一的功能。對(duì)于額定功率為 60 W 的插座，所有 16 個(gè)數(shù)據(jù)觸點(diǎn)和 2 個(gè)接地觸點(diǎn)都已移除，因此保留了 4 個(gè)電源觸點(diǎn)和僅 2 個(gè)接地觸點(diǎn)。對(duì)于 100 W 額定插座，所有 4 個(gè)電源和接地觸點(diǎn)均已保留，以提供 8 個(gè)觸點(diǎn)。

圖 1：顯示來自 CUI 設(shè)備的 6 觸點(diǎn)和 8 觸點(diǎn)純電源 USB Type-C 插座的示意圖。

消除 16 個(gè)數(shù)據(jù)觸點(diǎn)顯著簡化了連接器的設(shè)計(jì)，從而降低了成本 更少的觸點(diǎn)還降低了潛在故障的可能性。盡管對(duì)觸點(diǎn)布置進(jìn)行了這些修改，但這些插座仍將與標(biāo)準(zhǔn) USB Type-C 電纜連接，因此無需考慮額外的工程開銷。

應(yīng)該注意的是，如果沒有任何數(shù)據(jù)傳輸引腳，通常會(huì)發(fā)生的 USB PD 3.0 協(xié)商過程不會(huì)發(fā)生。充電設(shè)備將默認(rèn)為 5 V 和 1 A 的標(biāo)準(zhǔn) USB 參數(shù)。在所有其他情況下，僅供電的 USB Type-C 連接器將像任何其他電源插孔一樣工作，充電由適配器/充電電路決定。

結(jié)論

隨著最新版本的 USB PD 規(guī)范的出現(xiàn)，很明顯 USB Type-C 連接器有可能滿足廣泛的電力傳輸要求。但是，必須注意的是，仍然需要提供其他選項(xiàng)。由于對(duì) USB 功率水平設(shè)置了限制，因此無法在超過 100 W 的系統(tǒng)中使用該技術(shù)。此外，USB Type-C 的標(biāo)準(zhǔn)化占用空間可能被證明不適合某些需要更具體外形尺寸的場景。 直流電源連接器和其他專用電源連接器將繼續(xù)發(fā)揮重要作用。CUI Devices 提供直流電源連接器和最新的純電源 USB Type-C 插座，它們是滿足電源要求的有趣解決方案。

審核編輯：郭婷