Was sind die größten Unterschiede zwischen USB PD3.1, PD3.0 und PD2.0?

Kürzlich hat die USB-IF Association den neuesten USB PD3.1 Schnellladestandard veröffentlicht, der die Ladeleistung von den ursprünglichen 100W auf 240W erhöht und eine maximale Spannung von 48V unterstützt. Dies stieß auf breite Aufmerksamkeit und löste intensive Diskussionen in der Branche aus.

Aus wörtlicher Sicht kann USB PD3.1 nur als geringfügige Versionsaktualisierung von USB PD3.0 betrachtet werden, aber aus Sicht der Leistung ist es ein qualitativer Sprung. Was sind die Unterschiede zwischen USB PD3.1 und früheren Versionen? Schauen wir uns das heute an.
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USB PD2.0

Der USB PD2.0 Schnellladestandard wurde im August 2014 veröffentlicht. Er schreibt nicht nur vor, dass die USB Type-C-Schnittstelle die einzige Standard-Schnittstelle ist, sondern verleiht dieser Schnittstelle auch mehr Funktionen wie Laden, Datenübertragung, Audioübertragung usw. Im Bereich des Ladens definiert USB PD2.0 Unterstützung für 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A Ausgang und die maximale Ladeleistung erreicht 100W.

Damals war die Micro-USB-Schnittstelle jedoch noch beliebt, und der Markt für Mobiltelefone wurde im Wesentlichen von proprietären Schnellladeprotokollen wie QC, AFC, FCP und PE aufgeteilt, was die Verbreitung von USB PD-Schnellladung erschwerte. Diese Situation setzte sich bis 2015 fort, als Apple das erste MacBook des Unternehmens mit dem USB PD2.0 Schnellladestandard auf den Markt brachte und die USB PD-Schnellladung offiziell den Weg zur Popularisierung im Bereich der Verbraucherstromversorgung eröffnete.

 

Kurz gesagt, aus der Sicht der Ladeparameter haben sich USB PD3.0 und USB PD2.0 nicht geändert. Sie unterstützen weiterhin 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A und 20V5A Ausgänge mit einer maximalen Leistung von 100W. Dieses Update hat jedoch die chaotische Situation der Schnellladestandards auf dem Mobiltelefonmarkt nicht verbessert. Die Schnellladestandards sind weiterhin unabhängig und inkompatibel.

USB PD3.0 PPS

Um die Fragmentierung der Schnellladeprotokolle auf dem Mobiltelefonmarkt zu ändern, veröffentlichte die USB-IF Association im Februar 2017 ein wichtiges Update des USB PD3.0-Standards und fügte auf Basis des USB PD3.0-Standards programmierbare Stromversorgung (PPS) hinzu.

 

PPS ist eine Art Stromversorgung, die in USB PD3.0 unterstützt wird. Es handelt sich um eine Stromversorgung, die die Spannungs- und Stromregelung über den USB PD-Protokollausgang realisieren kann. Die PPS-Spezifikation integriert die aktuellen Hochspannungs- und Niedrigstrom- sowie Niedrigspannungs- und Hochstrom-Lademodi. Die Spannungsamplitude wird ebenfalls auf 20mV reduziert, was nur ein Zehntel des damaligen QC3.0-Standards ist, und die Regelung ist präziser.

Darüber hinaus hat die USB-IF Association mit dem TUV Rheinland Telecommunications Laboratory einen Konsens erzielt, die Schnellladetechnologie mit dem PPS-Schnellladestandard zu vereinheitlichen. Derzeit ist PPS-Schnellladung ein Schnellladestandard mit einer sehr hohen Verbreitung im Android-Mobiltelefonlager. Mit der integrierten Ladepumpe des Mobiltelefons kann eine effiziente und leistungsstarke Schnellladung erreicht werden. Modelle vieler Marken wie Xiaomi, Samsung und Meizu nutzen es alle.
 

Die USB PD3.1 Schnellladespezifikation teilt die Leistung in zwei Bereiche auf: Standard-Leistungsbereich (SPR) und erweiterter Leistungsbereich (EPR). Der Standard-Leistungsbereich ist der auf dem Markt gängige USB PD3.0 PPS Schnellladestandard, und die maximale Ladeleistung bleibt unverändert bei 100W; die neu hinzugefügten Spannungen von 28V, 36V und 48V gehören zum erweiterten Leistungsbereich, und der maximale Ausgangsstrom, der den drei Spannungen entspricht, beträgt 5A, und die maximale Ausgangsleistung kann 240W erreichen.

Zusätzlich zu den drei neuen festen Spannungen fügt der USB PD3.1-Standard im erweiterten Leistungsbereich drei Sätze von einstellbaren Spannungspegeln (AVS) hinzu, nämlich 15V-28V 5A, 15V-36V 5A und 15V-48V 5A. Die minimale Spannungsregelschrittweite von AVS beträgt 0,1V, und es wird weiterhin der Konstantleistungsbegrenzungsmodus basierend auf PDP verwendet.
 

Zusammenfassung

Der USB PD Schnellladestandard wird seit fast zehn Jahren entwickelt und hat viele ikonische Iterationen durchlaufen. Unter ihnen ist USB PD2.0 ein Schnellladestandard, der wirklich massenproduziert und kommerzialisiert wurde, und er legt auch die Grundlage für die Realisierung der Vereinheitlichung von USB PD-Schnellladung. USB PD3.0 befasst sich mehr mit der Aktualisierung der Protokollidentifikationsfunktion, und die Ladespezifikationen haben sich nicht geändert.

Der USB PD3.0 PPS Schnellladestandard fügt ein programmierbares Spannungspegelbit hinzu, erreicht Kompatibilität mit den meisten proprietären Schnellladeprotokollen und ist zum am weitesten verbreiteten Schnellladestandard auf dem Android-Mobiltelefonmarkt geworden.

USB PD3.1 erweitert hauptsächlich den Anwendungsbereich des USB PD Schnellladestandards. Neben Verbraucherprodukten wie Mobiltelefonen und Laptops kann er auch in Monitoren, Servern, Elektrowerkzeugen, Sicherheits-POE-Netzteilen und anderen Bereichen eingesetzt werden, um die Vision "alles kann geladen werden" zu verwirklichen.