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

05. August 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 100W auf 240W erhöht und eine maximale Ausgangsspannung von 48V unterstützt, was sofort die Aufmerksamkeit von Mitarbeitern der Kabel- und Ladegerätebranche auf sich zog.



Im wahrsten Sinne des Wortes kann USB PD3.1 nur als ein Update von USB PD3.0 betrachtet werden, aber was die Leistung angeht, ist es ein qualitativer Sprung. Was sind also die Unterschiede zwischen USB PD3.1 und USB PD2.0 PD3.0?

 
Entwicklungsgeschichte von Ladeprotokollstandards
Zeit Protokollstandards Schnittstelle Ladespezifikationen
2010 USB BC1.2 USB Typ-A 5V 1,5A
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: 3,3-5,9V 3A, 3,3-11V 3A, 3,3-16V 3A, 3,3-21V 3A, 3,3-21V 5A
2021.05 USB PD3.1 USB Typ-C 5V 3A, 9V 3A, 15V 3A, 20V 2,25A, 20V 3A, 20V 5A,
PPS: 3,3-5,9V 3A, 3,3-11V 3A, 3,3-16V 3A, 3,3-21V 3A, 3,3-21V 5A
EPR: 28V 5A, 36V 5A, 48V 5A
AVS: 15-28V 5A, 15-36V 5A, 15-48V 5A
● Die obigen Informationen dienen nur zur Referenz, der Formularmacher: P-Shine Electronic Tech Ltd

















USB PD2.0

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



Es war jedoch noch die Zeit, in der die Micro-USB-Schnittstelle populär war. Der Mobilfunkmarkt wurde im Wesentlichen von privaten Schnellladeprotokollen wie QC, AFC, FCP und PE dominiert. Es war schwierig, USB-PD-Schnellladen populär zu machen. Diese Situation setzte sich bis 2015 fort, als Apple das erste neue MacBook der Branche mit dem USB PD2.0 Schnellladestandard auf den Markt brachte und das Schnellladen von USB PD offiziell in Unterhaltungselektronikprodukten populär wurde.


USB PD3.0

Im November 2015 brachte das USB-PD-Schnellladen ein umfangreiches Update mit sich und trat damit in das Zeitalter des USB PD3.0-Schnellladens ein. Im Vergleich zu USB PD2.0 hat USB PD3.0 drei Hauptänderungen: 1. Eine detailliertere Beschreibung der Eigenschaften der eingebauten Batterie des Geräts hinzugefügt; 2. Hinzufügung der Funktion der Gerätesoftware- und Hardware-Versionsidentifikation sowie Softwareaktualisierung durch PD-Kommunikation; 3. Und zusätzliche digitale Zertifikats- und Signaturfunktionen



Kurz gesagt: Was die Ladeparameter angeht, haben sich USB PD3.0 und USB PD2.0 nicht verändert, sie unterstützen weiterhin 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V5A, und die maximale Leistung beträgt 100W. Dieses Update hat jedoch die chaotische Situation der Schnellladestandards im Mobiltelefonmarkt nicht verbessert. Schnellladestandards sind weiterhin unabhängig und unvereinbar 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. Obwohl dasselbe für das schnelle Laden von Mobiltelefonakkus verwendet wird, sind die Prinzipien unterschiedlich. Beim Laden von Mobiltelefonen mit verschiedenen Ladegerätemarken wird Schnellladen oft nicht erreicht.

USB PD3.0 übernahm damals das Wesen des Schnellladens und integrierte es in eine "große und umfassende" Schnellladelösung, um die Standards für Schnellladen von Mobiltelefonen zu vereinen. Das Ladegerät, das PPS-Technologie unterstützt, realisiert Schnellladen. Rückblick auf die Zeiten, als ein Ladegerät für alle Handys galt. In der neuesten Android 7.0 OEM-Spezifikation betonte Google, dass für Mobiltelefone mit USB-Schnittstelle die Schnellladetechnologie USB PD unterstützen muss.



USB PD3.0 PPS

Um die Aufteilung von Schnellladeprotokollen im Mobiltelefonmarkt zu ändern, veröffentlichte die USB-IF Association im Februar 2017 ein wichtiges Update des USB PD3.0-Standards, das programmierbare PPS auf Basis des USB PD3.0-Standards hinzufügte.



PPS ist eine Art Netzteil, das von USB PD3.0 unterstützt wird. Es handelt sich um einen Netzteilausgang, der das USB-PD-Protokoll verwendet, das eine Spannungs- und Stromanpassung ermöglicht. Die PPS-Spezifikation integriert zwei Lademodi: Hochspannung und niedriger Strom sowie niedrige Spannung und hohe Stromstärke. Die Spannungsamplitudenmodulation wird auf 20 mV reduziert, was damals nur ein Zehntel des QC3.0-Standards entspricht, sodass die Anpassung genauer ist.

Und die USB-IF Association hat ebenfalls einen Konsens mit Thiel Labs erzielt, mit dem Ziel, die Schnellladetechnologie für den PPS-Schnellladestandard zu vereinen. Derzeit ist PPS-Schnellladen zu einem Schnellladestandard geworden, mit einem sehr hohen Anteil am Android-Mobiltelefon-Lager. 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 außerdem der neu von der USB-IF Association veröffentlichte Schnellladestandard. Der USB PD3.1 Schnellladestandard ist tatsächlich ein Update basierend auf USB PD3.0 PPS Schnellladen.



Die USB PD3.1 Schnelllade-Spezifikation teilt die Leistung in zwei Bereiche auf: Standardleistung (SPR) und erweiterte Leistung (EPR). Unter ihnen ist der Standardstrombereich der aktuelle gängige USB-PD3.0 PPS-Schnellladestandard auf dem Markt, wobei die maximale Ladeleistung bei 100W unverändert bleibt; während die neu hinzugefügten drei Spannungen 28V, 36V und 48V zum erweiterten Leistungsbereich gehören, beträgt der maximale Ausgangsstrom entsprechend den drei Spannungen immer noch 5A, aber die maximale Ausgangsleistung kann bis zu 240W erreichen.

Neben drei Sätzen fester Spannungen fügt der USB PD3.1-Standard auch drei Sätze verstellbarer Spannungen (AVS) im erweiterten Leistungsbereich hinzu: 15V-28V 5A, 15V-36V 5A und 15V-48V 5A. Die minimale Spannungsregulierungsamplitude von AVS beträgt 0,1 V, und der konstante Leistungsbegrenzungsmodus basierend auf PDP wird weiterhin verwendet.


Zusammenfassen

Es sind fast zehn Jahre seit der Entwicklung des USB-PD-Schnellladestandards vergangen. Darunter ist USB PD2.0 der Schnellladestandard für die echte Massenproduktion und den kommerziellen Gebrauch und legt zudem die Grundlage für die Umsetzung des USB-PD-Schnellladens. USB PD3.0 ist in Bezug auf Protokollerkennungsfunktionen moderner, 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 ist der am weitesten verbreitete Schnellladestandard auf dem Android-Mobiltelefonmarkt geworden.

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


 

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