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

Aug 05, 2022
Was sind die Unterschiede zwischen USB PD3.1 und USB PD2.0?PD3.0?

Kürzlich hat die USB-IF Association den neuesten USB PD3.1-Schnellladestandard veröffentlicht, der die Ladeleistung von 100 W auf 240 W erhöht und eine maximale Ausgangsspannung von 48 V unterstützt, was sofort die Aufmerksamkeit des Personals der Kabel- und Ladegerätindustrie auf sich zog.



Wörtlich kann USB PD3.1 nur als Update von USB PD3.0 angesehen werden, aber in Bezug auf die Leistung ist es ein qualitativer Sprung. Was sind also die Unterschiede zwischen USB PD3.1 und USB PD2.0 PD3.0?

 
Entwicklungsgeschichte der Standards für Ladeprotokolle
Zeit Protokoll-Standards Schnittstelle Lade-Spezifikationen
2010 USB BC1.2 USB Typ-A 5 V 1,5 A
2012.07 USB PD1.0 USB Typ-A,
USB Typ-B		 N/A
2014.08 USB PD2.0 USB Typ-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2015.11 USB PD3.0 USB Typ-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2.25A, 20V 3A, 20V 5A,
2017.02 USB PD3.0 PPS USB Typ-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 Typ-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
● Die oben genannten Informationen dienen nur als Referenz, der Formularersteller: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

Im August 2014 wurde der Schnellladestandard USB PD2.0 veröffentlicht, der nicht nur vorschreibt, dass die USB-Typ-C-Schnittstelle die einzige Standardschnittstelle ist, sondern dieser Schnittstelle auch weitere Funktionen wie Laden, Datenübertragung, Audioübertragung usw. verleiht. In Bezug auf das Laden definiert USB PD2.0 Ausgänge, die 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A und 20V5A unterstützen, und die maximale Ladeleistung erreicht 100 W.



Es war jedoch immer noch die Ära, in der die Micro-USB-Schnittstelle beliebt war. Der Mobilfunkmarkt wurde im Wesentlichen von privaten Schnellladeprotokollen wie QC, AFC, FCP und PE dominiert. Es war schwierig, das USB-PD-Schnellladen populär zu machen. Diese Situation hielt bis 2015 an, als Apple das erste neue MacBook der Branche herausbrachte, das mit dem Schnellladestandard USB PD2.0 ausgestattet war, und das USB-PD-Schnellladen offiziell in Produkten der Unterhaltungselektronik populär wurde.


USB PD3.0

Im November 2015 läutete das USB-PD-Schnellladen ein umfangreiches Update ein und trat in die Ära des USB-PD3.0-Schnellladens ein. Im Vergleich zu USB PD2.0 weist USB PD3.0 drei wesentliche Änderungen auf: 1. Eine detailliertere Beschreibung der Eigenschaften des eingebauten Akkus des Geräts wurde hinzugefügt. 2. Die Funktion der Identifizierung von Gerätesoftware und Hardwareversionen sowie der Softwareaktualisierung durch PD-Kommunikation wurde hinzugefügt. 3. Und digitale Zertifikats- und digitale Signaturfunktion hinzugefügt



Um es einfach auszudrücken, in Bezug auf die Ladeparameter haben sich USB PD3.0 und USB PD2.0 nicht geändert, sie unterstützen weiterhin 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A Ausgang und die maximale Leistung beträgt 100 W. Dieses Update hat die chaotische Situation der Schnellladestandards auf dem Mobilfunkmarkt jedoch nicht verbessert. Schnellladestandards sind immer noch unabhängig und inkompatibel miteinander.

Zu den damals gängigen Schnellladelösungen gehörten Qualcomm QC 4.0/3.0, MediaTek PE 3.0/2.0, OPPO VOOC, Huawei FCP/Supercharge, USB PD usw. Das Gleiche wird zwar für das Schnellladen von Handy-Akkus verwendet, aber die Prinzipien sind unterschiedlich. Beim Aufladen von Mobiltelefonen mit Ladegeräten verschiedener Marken wird ein schnelles Laden oft nicht erreicht.

USB PD3.0 nahm die Essenz des Schnellladens zu dieser Zeit auf und integrierte sie wieder in eine "große und umfassende" Schnellladelösung, um die Vereinheitlichung der Schnellladestandards für Mobiltelefone zu erreichen. Das Ladegerät, das die PPS-Technologie unterstützt, realisiert schnelles Laden. Rückblick auf die Tage, als ein Ladegerät für alle Telefone galt. In der neuesten Android 7.0 OEM-Spezifikation betonte Google, dass bei Mobiltelefonen, die die USB-Schnittstelle verwenden, die Schnellladetechnologie USB PD unterstützen muss.



USB PD3.0 PPS

Um die gespaltene Situation der Schnellladeprotokolle auf dem Mobiltelefonmarkt zu ändern, hat die USB-IF Association im Februar 2017 ein wichtiges Update des USB PD3.0-Standards veröffentlicht, das auf Basis des USB PD3.0-Standards um programmierbare Stromversorgungs-PPS erweitert wurde.



PPS ist eine Art Netzteil, das von USB PD3.0 unterstützt wird. Es handelt sich um einen Netzteilausgang mit dem USB-PD-Protokoll, mit dem eine Spannungs- und Stromanpassung realisiert werden kann. Die PPS-Spezifikation integriert zwei Lademodi: Hochspannung und Niedrigstrom sowie Niederspannung und Hochstrom. Die Modulation der Spannungsamplitude wird auf 20 mV reduziert, was nur einem Zehntel des damaligen QC3.0-Standards entspricht, so dass die Anpassung genauer ist.

Und auch die USB-IF Association hat einen Konsens mit Thiel Labs erzielt, der darauf abzielt, die Schnellladetechnologie für den PPS-Schnellladestandard zu vereinheitlichen. Aktuell hat sich PPS-Schnellladen zu einem Schnellladestandard mit einem sehr hohen Anteil im Android-Handy-Lager entwickelt. Mit der eingebauten Ladepumpe des Mobiltelefons kann ein hocheffizientes und leistungsstarkes Schnellladen erreicht werden. Es werden Modelle von Xiaomi, Samsung, Meizu und anderen Marken verwendet.


USB PD3.1

USB PD3.1 ist auch der Schnellladestandard, der von der USB-IF Association neu veröffentlicht wurde. Der USB PD3.1-Schnellladestandard ist eigentlich ein Update, das auf dem USB PD3.0 PPS-Schnellladen basiert.



Die USB PD3.1-Schnellladespezifikation unterteilt die Stromversorgung in zwei Bereiche: Standardleistung (SPR) und erweiterte Stromversorgung (EPR). Unter ihnen ist der Standardleistungsbereich der aktuelle Mainstream-USB-PD3.0-PPS-Schnellladestandard auf dem Markt, die maximale Ladeleistung bleibt unverändert bei 100 W; Während die neu hinzugefügten drei Spannungen von 28 V, 36 V und 48 V zum erweiterten Leistungsbereich gehören, beträgt der maximale Ausgangsstrom, der den drei Spannungen entspricht, immer noch 5 A, aber die maximale Ausgangsleistung kann 240 W erreichen.

Zusätzlich zu drei Sätzen fester Spannungen fügt der USB PD3.1-Standard auch drei Sätze einstellbarer Spannungen (AVS) im erweiterten Leistungsbereich hinzu, nämlich 15V-28V 5A, 15V-36V 5A und 15V-48V 5A. Die minimale Amplitude der Spannungsregelung von AVS beträgt 0,1 V, und der auf PDP basierende Modus mit konstanter Leistungsbegrenzung wird weiterhin verwendet.


Zusammenfassen

Fast zehn Jahre sind seit der Entwicklung des USB-PD-Schnellladestandards vergangen. Unter ihnen ist USB PD2.0 der Schnellladestandard für die echte Massenproduktion und den kommerziellen Einsatz und legt auch den Grundstein für die Realisierung des USB-PD-Schnellladens. USB PD3.0 ist in Bezug auf die Protokollidentifikationsfunktionen aktualisiert, und die Ladespezifikationen haben sich nicht geändert.

Der USB PD3.0 PPS-Schnellladestandard fügt einen programmierbaren Spannungspegel hinzu, der mit den meisten privaten Schnellladeprotokollen kompatibel ist. Es hat sich zum am weitesten verbreiteten Schnellladestandard auf dem Markt für Android-Mobiltelefone entwickelt.

USB PD3.1 dient hauptsächlich dazu, den Anwendungsbereich des USB-PD-Schnellladestandards zu erweitern. Neben Consumer-Produkten wie Mobiltelefonen und Laptops kann es auch in den Bereichen Displays, Server, Elektrowerkzeuge und Sicherheits-Poe-Stromversorgung eingesetzt werden, um die Vision von "alles kann aufgeladen werden" zu verwirklichen.


 

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