USB PD frente a USB

USB Power Delivery (PD) es una especificación que permite que la carga programe el voltaje de salida de una fuente de alimentación. Ha demostrado ser un cambio revolucionario cuando se combina con el conector USB tipo C, lo que permite que los dispositivos transmitan energía y datos mientras el adaptador se ajusta a los requisitos de energía del dispositivo que lo usa.

Este artículo analiza las distinciones y superposiciones entre USB PD y USB-C de manera más general antes de investigar los beneficios de la entrega de energía USB en ecosistemas de diseño con requisitos de energía diferentes y competitivos.

También proporciona una breve discusión de las consideraciones de diseño para los adaptadores USB PD antes de concluir con un ejemplo de una solución de suministro de energía reciente desarrollada por CUI.

Primero, USB PD y USB-C son estándares diferentes. El estándar USB-C describe el conector físico. El uso del conector no significa necesariamente que un adaptador tenga funcionalidad USB PD. Un ingeniero puede elegir conectores USB tipo C para un diseño sin optar por ajustarse a USB PD. Sin embargo, los conectores USB tipo C brindan la capacidad de transferir energía moderada (hasta 240 W) y datos a través del mismo cable, además de tener un conector simétrico y autoalineable que hace que sea mucho más fácil insertarlo correctamente.

Aquí hay un resumen de la carga USB tal como está:

Los estándares de alimentación USB anteriores están limitados porque no pueden proporcionar varios niveles de alimentación para diferentes dispositivos. Sin embargo, la especificación USB PD permite que la fuente de alimentación y el dispositivo negocien un método óptimo de suministro de energía.

Cada dispositivo comenzará con un nivel de potencia bajo inicial de 5 V hasta 10 W. A partir de ahí, se realiza la negociación de potencia y, según las necesidades del dispositivo, la potencia transferida puede ser de hasta 240 W.

El enfoque de negociación de USB PD tiene pasos de voltaje de 5 V, 9 V, 15 V, 20 V y más que admiten salidas de potencia que van desde tan solo 0,5 W a 240 W variando la corriente.

USB PD puede admitir niveles de potencia de salida más altos al permitir que los dispositivos negocien los niveles de potencia. Hace que los adaptadores de alimentación USB sean capaces de alimentar más de un dispositivo específico a niveles más óptimos y hace posible lograr tiempos de carga más rápidos, todo lo cual mejora las capacidades de la tecnología USB.

Uno de los beneficios inmediatos de USB PD es que más de un dispositivo móvil se puede cargar a niveles óptimos con el mismo adaptador, incluso si los dispositivos tienen diferentes requisitos de voltaje de carga, todo esto es posible cuando se combina USB-C con la negociación de energía USB PD. protocolo. Sin embargo, este es solo uno de los beneficios, especialmente cuando se combina con conectores y cables USB tipo C.

Por ejemplo, la combinación de USB tipo C y USB PD reduce la cantidad de cargadores y cables necesarios para alimentar varios dispositivos, lo que simplifica mucho la vida de los usuarios finales y respalda la capacidad de los fabricantes de usar un cargador y cable para más de sus dispositivos.

Otro beneficio de USB PD son los voltajes negociados de 28 V, 36 V y 48 V que permiten niveles de potencia de hasta 140 W, 180 W y 240 W, respectivamente, a través de la disponibilidad de varios niveles de voltaje constante diferentes con corrientes variables.

Además, el estándar USB PD incluye un modo de suministro de voltaje ajustable que los ingenieros pueden configurar. Permite que el dispositivo solicite tensiones intermedias que se encuentran entre 5 V hasta la máxima tensión fija disponible del cargador, en contraposición a los escalones de tensión que acabamos de describir.

Además, la dirección de la energía ya no es fija: el host o el dispositivo periférico pueden proporcionar energía en función de las necesidades de energía actuales de los dispositivos conectados al cargador.

Además, la administración de energía se puede optimizar en varios periféricos, lo que permite que cada dispositivo reciba la energía que necesita y más energía cuando la necesita, y los dispositivos de menor potencia, como los auriculares, pueden recibir solo la energía que necesitan a través de la negociación de energía y el protocolo de enlace. USB PD también admite la interoperabilidad entre implementaciones conformes de versiones anteriores y nuevas de especificaciones USB.

Sin embargo, existen inconvenientes en el USB PD. Entre ellos se encuentra el hecho de que las líneas previamente reservadas para la transferencia de datos pueden usarse en su lugar para energía. También puede haber una falta de accesorios de terceros hasta que el USB tipo C combinado con USB PD se usen más ampliamente juntos.

Tenga en cuenta que tanto el USB tipo C como el USB PD son estándares, lo que significa que es fundamental asegurarse de que el adaptador de corriente en consideración cumpla con ambos estándares. Por supuesto, hay varias otras cosas que debe buscar en un adaptador de corriente externo, incluidas las siguientes:

CUI amplió recientemente su familia de adaptadores de fuente de alimentación AC-DC USB tipo C con capacidades USB PD 3.0. Las dos nuevas series son la serie SWI60C-E (modelo europeo que se muestra en la Figura 2) y la serie SWI60C-N (modelo norteamericano). Cumplen con el estándar USB PD 3.0 y cumplen con los estándares de eficiencia DOE Nivel VI para Canadá y Estados Unidos y los estándares Ecodesign 2019/1782 para Europa. También cuentan con la certificación de seguridad UL 62368 / EN 62368.

Estos modelos de enchufe de pared admiten hasta 60 W de potencia continua y tienen opciones de salida de 5 a 20 VCC con un consumo de energía sin carga de menos de 0,21 W. También incluyen protecciones contra sobrecorriente, sobretensión y cortocircuitos. Los adaptadores de corriente CUI SWI60C-N y SWI60C-E tienen un factor de forma pequeño de solo 65 mm × 65 mm × 28 mm para un espacio mínimo. Al igual que con todos los adaptadores de corriente CUI, existe una amplia gama de opciones de personalización, incluida la marca y la longitud del cable.

CUI ofrece una amplia gama de adaptadores de alimentación AC-DC externos compactos y altamente eficientes. Los adaptadores USB PD, como las series CUI SWI60C E y N, se pueden usar con dispositivos, incluidos teléfonos inteligentes, cámaras digitales, tabletas, computadoras portátiles y monitores.

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