USB PD と USB

USB Power Delivery (PD) は、電源の出力電圧を負荷によってプログラムできる仕様です。 これは、USB Type-C コネクタと組み合わせると革命的な変化であることが証明されており、アダプターを使用するデバイスの電力要件に合わせてアダプターが調整しながら、デバイスが電力とデータの両方を送信できるようになります。

この記事では、競合する異なる電力要件がある設計エコシステムにおける USB 電力供給のメリットを調査する前に、USB PD と USB-C の違いと重複についてより一般的に説明します。

また、CUI によって開発された最近の電力供給ソリューションの例で終わる前に、USB PD アダプタの設計上の考慮事項についても簡単に説明します。

まず、USB PDとUSB-Cは規格が異なります。 USB-C 規格では、物理コネクタについて説明しています。 コネクタを使用しても、アダプタに USB PD 機能があるとは限りません。 エンジニアは、USB PD に準拠することを選択せず​​に、設計に USB Type-C コネクタを選択できます。 ただし、USB Type-C コネクタは、同じケーブル上で中程度の電力 (最大 240 W) とデータの両方を転送する機能を備えているだけでなく、対称的な自動位置合わせコネクタを備えているため、挿入がはるかに簡単になります。

現時点での USB 充電の概要は次のとおりです。

以前の USB 電源規格には、さまざまなデバイスに複数の電力レベルを提供できないという制限がありました。 ただし、USB PD 仕様では、電源とデバイスが最適な電力供給方法をネゴシエートできます。

各デバイスは、5 V から最大 10 W までの初期低電力レベルで開始します。そこから電力ネゴシエーションが行われ、デバイスのニーズに応じて、転送される電力は最大 240 W になります。

USB PD ネゴシエーション アプローチには、5 V、9 V、15 V、20 V の電圧ステップがあり、電流を変化させることで 0.5 W から 240 W までの範囲の電力出力をサポートします。

USB PD は、デバイスが電力レベルをネゴシエートできるようにすることで、より高い出力電力レベルをサポートできます。 これにより、USB 電源アダプタが複数の特定のデバイスにより最適なレベルで電力を供給できるようになり、充電時間の短縮が可能になり、これらすべてが USB テクノロジの機能を強化します。

USB PD の直接的な利点の 1 つは、デバイスの充電電圧要件が異なる場合でも、同じアダプタで複数のモバイル デバイスを最適なレベルで充電できることです。これらはすべて、USB-C と USB PD 電源ネゴシエーションを組み合わせることで可能になります。プロトコル。 ただし、これは、特に USB Type-C コネクタおよびケーブルと組み合わせた場合の利点の 1 つにすぎません。

たとえば、USB Type-C と USB PD を組み合わせると、複数のデバイスに電力を供給するために必要な充電器とケーブルの数が減り、エンド ユーザーの作業が大幅に簡素化され、メーカーが 1 つの充電器とケーブルをより多くのデバイスに使用できるようになります。

USB PD のもう 1 つの利点は、28 V、36 V、および 48 V のネゴシエート電圧であり、可変電流を備えたいくつかの異なる定電圧レベルを利用できるため、それぞれ最大 140 W、180 W、および 240 W の電力レベルが可能になります。

さらに、USB PD 規格には、エンジニアが設定できる調整可能な電圧供給モードが含まれています。 これにより、デバイスは、今説明した電圧ステップとは対照的に、5 V から充電器の利用可能な最大固定電圧までの中間電圧を要求できます。

さらに、電力の方向は固定されなくなりました。ホストまたは周辺デバイスのいずれかが、充電器に接続されているデバイスの現在の電力需要に基づいて電力を供給できます。

さらに、複数の周辺機器にわたって電力管理を最適化できるため、各デバイスが必要な電力を受け取り、必要に応じてさらに多くの電力を受け取ることができ、ヘッドセットなどの低電力デバイスは、電力ネゴシエーションとハンドシェイクを通じて必要な電力のみを受け取ることができます。 USB PD は、USB 仕様の古いバージョンと新しいバージョンの準拠実装間の相互運用性もサポートします。

ただし、USB PD には欠点もあります。 その中には、データ転送用に以前に予約されていた回線が代わりに電力として使用される可能性があるという事実が含まれます。 また、USB Type-C と USB PD の組み合わせがより広く使用されるまで、サードパーティのアクセサリが不足する可能性があります。

USB Type-C と USB PD は両方とも標準であることに注意してください。つまり、検討中の電源アダプタがこれらの両方の標準に準拠していることを確認することが重要です。 もちろん、外部電源アダプターに関しては、他にも次のような点を考慮する必要があります。

CUI は最近、USB PD 3.0 機能を備えた AC-DC USB Type-C アダプター電源のファミリーを拡張しました。 2 つの新しいシリーズは、SWI60C-E シリーズ (図 2 に示す欧州モデル) と SWI60C-N シリーズ (北米モデル) です。 これらは USB PD 3.0 規格に準拠し、カナダと米国のレベル VI DOE 効率規格とヨーロッパの Ecodesign 2019/1782 規格を満たしています。 また、UL 62368 / EN 62368 の安全性認定も受けています。

これらの壁プラグ モデルは、最大 60 W の連続電力をサポートし、無負荷消費電力が 0.21 W 未満の 5 ～ 20 VDC 出力オプションを備えています。また、過電流、過電圧、短絡に対する保護機能も備えています。 CUI SWI60C-N および SWI60C-E 電源アダプタはどちらも、最小設置面積を実現するためにわずか 65 mm × 65 mm × 28 mm の小型フォーム ファクタを備えています。 すべての CUI 電源アダプタと同様に、ブランドやケーブルの長さを含む幅広いカスタマイズ オプションが存在します。

CUI は、コンパクトで高効率の外部 AC-DC 電源アダプタを幅広く提供しています。 CUI SWI60C EおよびNシリーズなどのUSB PDアダプタは、スマートフォン、デジタルカメラ、タブレット、ノートブック、モニタなどのデバイスで使用できます。

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