Jakie są różnice między USB PD3.1 a USB PD2.0 PD3.0?

05 sierpnia 2022

Jakie są różnice między USB PD3.1 a USB PD2.0PD3.0?

Niedawno Stowarzyszenie USB-IF opublikowało najnowszy standard szybkiego ładowania USB PD3.1, który zwiększa moc ładowania z 100W do 240W i obsługuje maksymalne napięcie wyjściowe 48V, co natychmiast przyciągnęło uwagę pracowników branży kablowej i ładowarek.



Dosłownie USB PD3.1 można uznać za aktualizację USB PD3.0, ale pod względem mocy jest to skok jakościowy. Jakie są więc różnice między USB PD3.1 a USB PD2.0 PD3.0?


 
Historia rozwoju standardów protokołów ładowania
Czas Standardy protokołu Interfejs Specyfikacje ładowania
2010 USB BC1.2 USB Type-A 5V 1.5A
2012.07 USB PD1.0 USB Type-A,
USB Type-B
Nie ma
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
Średnica napięcia: 15-28V 5A, 15-36V 5A, 15-48V 5A
● Powyższe informacje służą wyłącznie referencjom, producent formularzy: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

Standard szybkiego ładowania USB PD2.0 został wydany w sierpniu 2014 roku, który nie tylko wymaga, że interfejs USB Type-C jest jedynym standardowym interfejsem, ale także daje mu więcej funkcji, takich jak ładowanie, transmisja danych, transmisja dźwięku itp. Jeśli chodzi o ładowanie, USB PD2.0 definiuje wyjścia obsługujące 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A i 20V5A, a maksymalna moc ładowania wynosi 100W.



Jednak wciąż była to era, gdy interfejs Micro USB cieszył się popularnością. Rynek telefonów komórkowych był zasadniczo zdominowany przez prywatne protokoły szybkiego ładowania, takie jak QC, AFC, FCP i PE. Trudno było spopularyzować szybkie ładowanie USB PD. Sytuacja ta trwała do 2015 roku, kiedy Apple wypuściło pierwszego na rynku nowego MacBooka wyposażonego w standard szybkiego ładowania USB PD2.0, a szybkie ładowanie USB PD zaczęło oficjalnie zyskiwać popularność w produktach elektronicznych konsumenckich.


USB PD3.0

W listopadzie 2015 roku szybkie ładowanie USB PD zapoczątkowało znaczącą aktualizację, wchodząc w erę szybkiego ładowania USB PD3.0. W porównaniu z USB PD2.0, USB PD3.0 wprowadził trzy główne zmiany: 1. Dodano bardziej szczegółowy opis charakterystyki wbudowanej baterii urządzenia; 2. Dodano funkcję identyfikacji wersji oprogramowania i sprzętu oraz aktualizacji oprogramowania poprzez komunikację PD; 3. Dodano także funkcję certyfikatów cyfrowych i podpisu cyfrowego



Mówiąc prosto, jeśli chodzi o parametry ładowania, USB PD3.0 i USB PD2.0 się nie zmieniły, nadal obsługują 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A, a maksymalna moc to 100W. Jednak ta aktualizacja nie poprawiła chaotycznej sytuacji standardów szybkiego ładowania na rynku telefonów komórkowych. Standardy szybkiego ładowania są nadal niezależne i ze sobą niekompatybilne.

Powszechne rozwiązania szybkiego ładowania w tamtym czasie obejmowały Qualcomm QC 4.0/3.0, MediaTek PE 3.0/2.0, OPPO VOOC, Huawei FCP/Supercharge, USB PD i inne. Chociaż to samo stosuje się do szybkiego ładowania baterii telefonów komórkowych, zasady są różne. Podczas ładowania telefonów komórkowych różnymi markami ładowarek szybkie ładowanie często nie jest osiągane.


USB PD3.0 wchłonął istotę szybkiego ładowania z tamtego okresu i zintegrował ją z "dużym i kompleksowym" rozwiązaniem szybkiego ładowania, aby osiągnąć ujednolicenie standardów szybkiego ładowania telefonów komórkowych. Ładowarka wspierająca technologię PPS umożliwia szybkie ładowanie. Powrót do czasów, gdy jedna ładowarka była przeznaczona do wszystkich telefonów. W najnowszej specyfikacji OEM Androida 7.0 Google podkreśliło, że dla telefonów komórkowych korzystających z interfejsu USB technologia szybkiego ładowania musi obsługiwać PD USB.



USB PD3.0 PPS

Aby zmienić podział protokołów szybkiego ładowania na rynku telefonów komórkowych, Stowarzyszenie USB-IF wydało ważną aktualizację standardu USB PD3.0 w lutym 2017 roku, dodając programowalną moc PPS na podstawie standardu USB PD3.0.



PPS to rodzaj zasilacza obsługiwanego przez USB PD3.0. Jest to wyjście zasilacza wykorzystujące protokół USB PD, które umożliwia regulację napięcia i prądu. Specyfikacja PPS integruje dwa tryby ładowania: wysokie napięcie i niski prąd oraz niskie napięcie i wysoki prąd. Modulacja amplitudy napięcia jest redukowana do 20mV, co stanowi tylko jedną dziesiątą standardu QC3.0 w tamtym czasie, więc korekta jest dokładniejsza.

Stowarzyszenie USB-IF również osiągnęło konsensus z Thiel Labs, dążąc do ujednolicenia technologii szybkiego ładowania dla standardu szybkiego ładowania PPS. Obecnie szybkie ładowanie PPS stało się standardem szybkiego ładowania, z bardzo dużym udziałem wśród użytkowników telefonów mobilnych z Androidem. Dzięki wbudowanej pompie ładowania w telefonie komórkowym można osiągnąć wysoką wydajność i szybkie ładowanie. Używane są modele Xiaomi, Samsung, Meizu i innych marek.


USB PD3.1

USB PD3.1 to również standard szybkiego ładowania, nowo wprowadzony przez USB-IF Association. Standard szybkiego ładowania USB PD3.1 to w rzeczywistości aktualizacja oparta na szybkim ładowaniu USB PD3.0 PPS.



Specyfikacja szybkiego ładowania USB PD3.1 dzieli moc na dwa zakresy: moc standardową (SPR) i rozszerzoną moc (EPR). Wśród nich standardowy zakres mocy to obecnie popularny standard szybkiego ładowania USB PD3.0 PPS na rynku, maksymalna moc ładowania pozostaje niezmieniona – wynosi 100W; podczas gdy nowo dodane trzy napięcia 28V, 36V i 48V należą do rozszerzonego zakresu mocy, maksymalny prąd wyjściowy odpowiadający tym trzema napięciom nadal wynosi 5A, ale maksymalna moc wyjściowa może osiągnąć 240W.


Oprócz dodania trzech zestawów stałych napięć, standard USB PD3.1 dodaje także trzy zestawy regulowanych napięć (AVS) w rozszerzonym zakresie mocy: 15V-28V 5A, 15V-36V 5A oraz 15V-48V 5A. Minimalna amplituda regulacji napięcia AVS wynosi 0,1V, a tryb stałego ograniczania mocy oparty na PDP jest nadal stosowany.


Podsumowanie

Minęło prawie dziesięć lat od opracowania standardu szybkiego ładowania USB PD. Wśród nich USB PD2.0 jest standardem szybkiego ładowania do produkcji masowej i komercyjnej, a także stanowi fundament pod wdrożenie szybkiego ładowania USB PD. USB PD3.0 jest bardziej zaktualizowany pod względem funkcji identyfikacji protokołów, a specyfikacje ładowania nie uległy zmianie.

Standard szybkiego ładowania USB PD3.0 PPS dodaje programowalny poziom napięcia, który jest kompatybilny z większością prywatnych protokołów szybkiego ładowania. Stał się najczęściej stosowanym standardem szybkiego ładowania na rynku telefonów komórkowych z Androidem.


USB PD3.1 służy głównie rozszerzeniu zakresu zastosowań standardu szybkiego ładowania USB PD. Oprócz produktów konsumenckich, takich jak telefony komórkowe i laptopy, może być również wykorzystywany w dziedzinie wyświetlaczy, serwerów, elektronarzędzi oraz zasilaczy Poe w zabezpieczeniach, realizując wizję "wszystko można ładować".