Les connecteurs USB Type-C deviennent une interface d'alimentation courante

Évolution des normes des connecteurs USB

Les connecteurs USB ont été introduits au milieu des années 1990. Au début, la transmission de données était la fonction principale. Ils avaient une capacité de charge de 2,5 W/5 V 500 mA. Depuis lors, les connecteurs USB n'ont cessé d'évoluer en termes de taille, de forme, de capacités de transfert de données et de contraintes de puissance. De nos jours, la dernière norme physique est le Type-C. En plus de supporter une plus grande bande passante, la bidirectionnalité et la réversibilité, cette dernière version peut fournir un transfert de puissance supérieur aux générations de produits précédentes.

Il existe trois normes associées différentes pour les connecteurs USB, y compris les connecteurs physiques, les protocoles de transmission de données et la distribution d'énergie. À un niveau élevé, les connecteurs USB Type-C suivent la norme de connecteur physique, qui est conçue pour répondre à la norme de distribution d'énergie allant jusqu'à 240 W, ouvrant ainsi un nouveau champ d'opportunités pour l'application d'énergie USB.

Le développement des niveaux de puissance USB peut varier de 2,5 W/5 V 500 mA pour USB 2.0, 4,5 W/5 V 900 mA pour USB 3.0/3.1, 7,5 W/5 V 1,5 A pour USB BC 1.2, 15 W/5 V 3 A pour USB Type-C 1.2, et 100 W/20 V 5 A pour l'USB PD 3.0 dernier cri, qui est actuellement le connecteur principal pour les applications à haute puissance. La dernière norme USB PD 3.1 a encore augmenté les capacités de puissance jusqu'à 240 W/48 V 5 A.

Évolution des normes de connecteur USB

Le connecteur standard USB Type-C contient 16 broches de transfert de données, 4 broches d'alimentation et 4 broches de masse, pour un total de 24 broches. Avec une capacité de puissance allant jusqu'à 100 W, l'USB Type-C est désormais une option viable pour de nombreuses applications nécessitant une forte puissance et peut remplacer le connecteur d'alimentation DC standard même lorsque le transfert de données n'est pas requis.

Le principal avantage de l'utilisation de l'USB comme méthode de fourniture d'énergie est la normalisation, car les connecteurs USB sont omniprésents et gagnent rapidement en popularité avec la transition vers le Type-C. Actuellement, de nombreux nouveaux téléphones mobiles et appareils mobiles sont équipés d'USB Type-C. De plus, il est de plus en plus probable que l'Union européenne adopte les connecteurs Type-C comme norme de charge pour tous les appareils à l'avenir, ce qui nécessiterait que de nombreux produits différents utilisent un type de câble unique et disponible sur le marché pour offrir plus de commodité et être très attrayant pour les utilisateurs finaux.

En outre, du point de vue des OEM, y compris les connecteurs d'alimentation seuls et les connecteurs de données + alimentation, ces connecteurs peuvent être facilement trouvés via une chaîne d'approvisionnement stable, car la standardisation garantit un certain niveau d'interopérabilité. La norme garantit également une conception et une intégration faciles, et le Type-C occupe une empreinte beaucoup plus petite que de nombreux connecteurs baril. De plus, les connecteurs USB Type-C ont des caractéristiques robustes, offrant jusqu'à 10 000 cycles de connexion, assurant une longue durée de vie utile, ce qui en fait le choix principal parmi les connecteurs actuels.

Les connecteurs USB Type-C uniquement pour l'alimentation ou la recharge

En raison des avantages susmentionnés du connecteur USB Type-C, un réceptacle USB Type-C uniquement pour l'alimentation a également été introduit sur le marché, qui est utilisé uniquement pour le chargement ou une conception de distribution d'énergie. 16 broches de transfert de données et 2 broches de masse sont retirées de ces réceptacles USB Type-C uniquement pour l'alimentation de 60 W, et seulement 4 broches d'alimentation et 2 broches de masse restent.

Étant donné que la conception du connecteur elle-même est simplifiée et que seuls 6 broches sont utilisées au lieu des 24 broches standard, cela réduit considérablement le coût du connecteur. En plus de la réduction des coûts des pièces, cela réduit la complexité et les taux de défaillance en éliminant la plupart des broches et des points de soudure associés. Bien que ces connecteurs d'alimentation uniquement ne puissent pas être utilisés pour transférer des données, ils peuvent toujours fonctionner avec n'importe quel câble USB Type-C standard capable de transférer des données et de l'alimentation, de sorte que les utilisateurs finaux n'ont pas besoin d'incorporer d'étapes ou de matériel supplémentaires lors de l'interaction avec les produits.

Cependant, puisque la broche de transfert de données a été retirée, le processus de négociation de puissance USB 3.0 ne se déroulera pas. Dans ce cas, l'appareil de charge reviendra au taux de transfert de puissance standard USB de 5 V et 1 A. Pour toutes les autres applications, le connecteur fonctionnera comme n'importe quelle autre prise d'alimentation, et la charge sera contrôlée par le circuit adaptateur/charge.

Bien que les connecteurs USB Type-C soient utiles dans une large gamme de scénarios, parfois des options d'alimentation dédiées sont encore une solution pratique. Par exemple, si la limite maximale est de 240 W, le Type-C ne fonctionnera pas dans cette condition lorsqu'une puissance supérieure est requise. Dans d'autres cas, en raison de certaines limitations de conception, différentes empreintes ou tailles de connecteurs peuvent être nécessaires, et les connecteurs USB Type-C peuvent être limités par leur empreinte, taille et spécifications standardisées lorsqu'une solution plus personnalisée est nécessaire.

L'avenir de l'USB Type C

Les connecteurs USB Type-C et les normes de livraison d'énergie ont ouvert une nouvelle façon d'aborder la gestion et la transmission de l'énergie. Bien que cela ne soit pas encore la solution ultime, sa capacité haute puissance et sa standardisation mondiale en font un excellent choix pour de nombreux produits différents. Lorsque seule la livraison d'énergie est nécessaire, les connecteurs USB Type C uniquement pour l'alimentation de Same Sky sont une solution intrigante pour les ingénieurs en raison de leur coût réduit et de leur intégration simplifiée dans la conception.

Le UJC-HP-3-SMT-TR de Same Sky est un connecteur USB Type-C de 6 broches à angle droit, 3 A, conçu pour des applications uniquement alimentées dans un boîtier de montage en surface horizontal avec un courant nominal de 3 A et une tension nominale de 20 Vdc. L'autre, le UJC-VP-3-SMT-TR, est un connecteur USB Type-C de 6 broches conçu pour des applications uniquement alimentées dans un boîtier de montage en surface vertical avec un courant nominal de 3 A et une tension nominale de 20 Vdc.

Les deux réceptacles USB Type-C en font une solution plus économique en supprimant les broches de transfert de données, et conviennent aux conceptions où la charge ou l'alimentation est la seule fonction. De plus, ces réceptacles USB Type-C sont compatibles avec tout connecteur USB Type-C standard, intégrant l'accessibilité et le design simplifié de la connexion universelle Type-C pour les applications d'alimentation uniquement, et sont compatibles avec la soudure par refusion et l'emballage sur bande et bobine.

Conclusion

Après des années d'évolution, les connecteurs USB sont devenus des connecteurs courants dans les ordinateurs, les communications et les produits électroniques grand public, et les connecteurs USB Type-C sont devenus des connecteurs standardisés pour les applications de charge à haute puissance. Les réceptacles USB Type-C à puissance exclusive de 60 W introduits par Same Sky en font une solution plus économique en supprimant les broches de transfert de données, ce qui sera le meilleur choix pour les conceptions où la charge ou l'alimentation est la seule fonction.