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

Sierpnia 05, 2022

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

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



Dosłownie USB PD3.1 można uznać tylko 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
Godzina Standardy protokołów Interfejs Specyfikacja ładowania
2010 USB BC1.2 USB typu A 5V 1.5A
2012.07 USB PD1.0 USB typu A,
USB typu B
N/A
2014.08 USB PD2.0 USB typu C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2015.11 USB PD3.0 USB typu C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2017.02 USB PD3.0 PPS USB typu C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
PPS: 3,3-5,9 V 3 A, 3,3-11 V 3 A, 3,3-16 V 3 A, 3,3-21 V 3 A, 3,3-21 V 5 A
2021.05 USB PD3.1 USB typu C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
PPS: 3,3-5,9 V 3 A, 3,3-11 V 3 A, 3,3-16 V 3 A, 3,3-21 V 3 A, 3,3-21 V 5 A
EPR: 28V 5A, 36V 5A, 48V 5A
AVS: 15-28V 5A, 15-36V 5A, 15-48V 5A
● Powyższe informacje mają wyłącznie charakter poglądowy, producent formularza: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

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



Była to jednak wciąż epoka, w której popularny był interfejs Micro USB. Rynek telefonów komórkowych był w zasadzie 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 to Apple wypuściło na rynek pierwszego w branży nowego MacBooka wyposażonego w standard szybkiego ładowania USB PD2.0, a szybkie ładowanie USB PD oficjalnie zaczęło być popularyzowane w produktach elektroniki użytkowej.


USB PD3.0

W listopadzie 2015 r. szybkie ładowanie USB PD zapoczątkowało istotną aktualizację, wkraczając w erę szybkiego ładowania USB PD3.0. W porównaniu z USB PD2.0, USB PD3.0 ma trzy główne zmiany: 1. Dodano bardziej szczegółowy opis charakterystyki wbudowanej baterii urządzenia; 2. Dodano funkcję identyfikacji wersji oprogramowania i sprzętu urządzenia oraz aktualizacji oprogramowania poprzez komunikację PD; 3. I dodano certyfikat cyfrowy i funkcję podpisu cyfrowego



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

Popularne rozwiązania do szybkiego ładowania w tym czasie obejmowały Qualcomm QC 4.0/3.0, MediaTek PE 3.0/2.0, OPPO VOOC, Huawei FCP/Supercharge, USB PD itp. Chociaż to samo dotyczy szybkiego ładowania baterii telefonów komórkowych, zasady są inne. Podczas ładowania telefonów komórkowych za pomocą ładowarek różnych marek szybkie ładowanie często nie jest osiągane.


USB PD3.0 wchłonął istotę szybkiego ładowania w tamtym czasie i ponownie zintegrował go z "dużym i wszechstronnym" rozwiązaniem do szybkiego ładowania, aby osiągnąć unifikację standardów szybkiego ładowania telefonów komórkowych. Ładowarka obsługująca technologię PPS realizuje szybkie ładowanie. Powrót do czasów, kiedy jedna ładowarka była przeznaczona do wszystkich telefonów. W najnowszej specyfikacji OEM Androida 7.0 firma Google podkreśliła, że w przypadku telefonów komórkowych korzystających z interfejsu USB technologia szybkiego ładowania musi obsługiwać USB PD.



USB PD3.0 PPS

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



PPS to rodzaj zasilacza obsługiwanego przez USB PD3.0. Jest to wyjście zasilania wykorzystujące protokół USB PD, które może realizować 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 zredukowana do 20mV, co stanowi tylko jedną dziesiątą standardu QC3.0 w tym czasie, więc regulacja jest dokładniejsza.

Stowarzyszenie USB-IF osiągnęło również konsensus z Thiel Labs, mając na celu ujednolicenie technologii szybkiego ładowania dla standardu szybkiego ładowania PPS. Obecnie szybkie ładowanie PPS stało się standardem szybkiego ładowania z bardzo dużym udziałem w obozie telefonów komórkowych z systemem Android. Dzięki wbudowanej pompie ładującej telefonu komórkowego może osiągnąć szybkie ładowanie o wysokiej wydajności i dużej mocy. Używane są modele Xiaomi, Samsung, Meizu i innych marek.


USB PD3.1

USB PD3.1 jest również standardem szybkiego ładowania, wydanym niedawno przez USB-IF Association. Standard szybkiego ładowania USB PD3.1 jest w rzeczywistości aktualizacją opartą na szybkim ładowaniu USB PD3.0 PPS.



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


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


Podsumować

Minęło prawie dziesięć lat od opracowania standardu szybkiego ładowania USB PD. Wśród nich USB PD2.0 jest standardem szybkiego ładowania do prawdziwej masowej produkcji i użytku komercyjnego, a także stanowi podstawę do realizacji szybkiego ładowania USB PD. USB PD3.0 jest bardziej zaktualizowany pod względem funkcji identyfikacji protokołu, 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 używanym standardem szybkiego ładowania na rynku telefonów komórkowych z systemem Android.


USB PD3.1 ma głównie na celu rozszerzenie zakresu zastosowań standardu szybkiego ładowania USB PD. Oprócz produktów konsumenckich, takich jak telefony komórkowe i laptopy, może być również stosowany w dziedzinie wyświetlaczy, serwerów, elektronarzędzi i zasilaczy bezpieczeństwa Poe, realizując wizję "wszystko można naładować".