Quais são as maiores diferenças entre o USB PD3.1, PD3.0 e PD2.0?

Recentemente, a Associação USB-IF lançou o mais recente padrão de carregamento rápido USB PD3.1, que aumentou a potência de carregamento de 100W originais para 240W e suportou uma saída de tensão máxima de 48V. Recebeu ampla atenção e gerou discussões acaloradas na indústria.

De um ponto de vista literal, o USB PD3.1 pode ser considerado apenas uma atualização de versão menor do USB PD3.0, mas da perspectiva da potência, é um salto qualitativo. Quais são as diferenças entre o USB PD3.1 e as versões anteriores? Vamos dar uma olhada hoje.
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USB PD2.0

O padrão de carregamento rápido USB PD2.0 foi lançado em agosto de 2014. Ele não apenas estipula que a interface USB Type-C é a única interface padrão, mas também confere a esta interface mais funções, como carregamento, transmissão de dados, transmissão de áudio, etc. Em termos de carregamento, o USB PD2.0 define suporte para saídas de 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A, e a potência máxima de carregamento atinge 100W.

No entanto, naquela época, a interface Micro USB ainda era popular, e o mercado de telefones celulares era basicamente dominado por protocolos de carregamento rápido privados como QC, AFC, FCP e PE, tornando difícil a popularização do carregamento rápido USB PD. Essa situação continuou até 2015, quando a Apple lançou o primeiro MacBook da indústria equipado com o padrão de carregamento rápido USB PD2.0, e o carregamento rápido USB PD oficialmente abriu o caminho para a popularização no campo de fontes de alimentação para consumidores.

 

Em resumo, do ponto de vista dos parâmetros de carregamento, o USB PD3.0 e o USB PD2.0 não mudaram. Eles ainda suportam saídas de 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A e 20V5A, com potência máxima de 100W. No entanto, essa atualização não melhorou a situação caótica dos padrões de carregamento rápido no mercado de telefones celulares. Os padrões de carregamento rápido ainda são independentes e incompatíveis.

USB PD3.0 PPS

Para mudar a situação de fragmentação dos protocolos de carregamento rápido no mercado de telefones celulares, a Associação USB-IF lançou uma atualização importante para o padrão USB PD3.0 em fevereiro de 2017, adicionando fonte de alimentação programável PPS com base no padrão USB PD3.0.

 

PPS é um tipo de fonte de alimentação suportada no USB PD3.0. É uma fonte de alimentação que pode alcançar regulação de tensão e corrente usando a saída do protocolo USB PD. A especificação PPS integra os modos de carregamento de alta tensão e baixa corrente e baixa tensão e alta corrente. A amplitude da tensão também é reduzida para 20mV, que é apenas um décimo do padrão QC3.0 na época, e a regulação é mais precisa.

Além disso, a Associação USB-IF chegou a um consenso com o Laboratório de Telecomunicações TUV Rheinland para unificar a tecnologia de carregamento rápido com o padrão de carregamento rápido PPS. Atualmente, o carregamento rápido PPS se tornou um padrão de carregamento rápido com uma taxa de ocupação muito alta no campo dos telefones celulares Android. Com a bomba de carga embutida do telefone celular, ele pode alcançar carregamento rápido eficiente e de alta potência. Modelos de muitas marcas como Xiaomi, Samsung e Meizu estão usando.
 

A especificação de carregamento rápido USB PD3.1 divide a potência em duas faixas: faixa de potência padrão (SPR) e faixa de potência estendida (EPR). A faixa de potência padrão é o padrão de carregamento rápido USB PD3.0 PPS mainstream no mercado, e a potência máxima de carregamento permanece inalterada em 100W; as novas tensões de 28V, 36V e 48V pertencem à faixa de potência estendida, e a corrente de saída máxima correspondente às três tensões é de 5A, e a potência de saída máxima pode chegar a 240W.

Além das três novas tensões fixas, o padrão USB PD3.1 também adiciona três conjuntos de níveis de tensão ajustáveis (AVS) na faixa de potência estendida, a saber, 15V-28V 5A, 15V-36V 5A e 15V-48V 5A. O passo mínimo de regulação de tensão do AVS é de 0,1V, e ele continua a usar o modo de limitação de potência constante baseado em PDP.
 

Resumo

O padrão de carregamento rápido USB PD foi desenvolvido por quase dez anos e passou por muitas iterações icônicas. Entre eles, o USB PD2.0 é um padrão de carregamento rápido que é verdadeiramente produzido em massa e comercializado, e também estabelece a base para a realização da unificação do carregamento rápido USB PD. O USB PD3.0 é mais sobre a atualização da função de identificação do protocolo, e as especificações de carregamento não mudaram.

O padrão de carregamento rápido USB PD3.0 PPS adiciona um bit de nível de tensão programável, alcançando compatibilidade com a maioria dos protocolos de carregamento rápido privados e se tornou o padrão de carregamento rápido mais amplamente utilizado no mercado de telefones celulares Android.

O USB PD3.1 expande principalmente o escopo de aplicação do padrão de carregamento rápido USB PD. Além de produtos de consumo como telefones celulares e laptops, ele também pode ser usado em monitores, servidores, ferramentas elétricas, fontes de alimentação de segurança POE e outros campos, realizando a visão de "tudo pode ser carregado".