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USB-C 充電器很快將為您所有的電子產品提供電力

USB Type-C

USB (通用序列匯流排) 當初推出只是做為連接周邊設備與 PC 的通訊協定,如今已發展成為消費性電子產品和行動裝置的主要充電標準。隨著 USB Type-C 支援輸出功率的提升和有利法規相繼拍板定案,看起來 USB-C 做為充電統一規格的主導地位將持續數年。

USB-C 現在支援 240 W 輸出

2021 年 3 月,USB Implementers Forum (USB-IF) 發佈了 USB 供電標準修訂版本 3.1,將透過 USB-C 纜線傳輸的最大功率從 100 W 提升到 240 W。此擴展功率範圍 (EPR) 意味著 USB-C 很快就可以用於為大多數遊戲和工作站筆記型電腦供電。旅行時攜帶多種裝置的消費者終於可以將笨重的筆記型電腦功率轉換器留在家中,只需隨身攜帶一個充電器即可輕鬆出行。

歐洲全力推動通用充電器的普及

2022 年 6 月,歐盟議員通過了一項新法規,要求在歐盟出售的所有可攜式電子裝置都必須配備 USB-C 充電連接埠。截至 2024 年,所有新款行動電話、平板電腦、數位相機、手持式電玩遊戲主機、頭戴式耳機、可攜式揚聲器、電子閱讀器、鍵盤、滑鼠、可攜式導覽系統和耳塞式耳機都需要遵守此規定。

為遵守新規,充電功率高於 60 W 的大型裝置 (例如筆記型電腦) 需要進行額外的硬體升級。因此,其截止日期將延長至 2026 年。

但等一下… 您還需要一根全新的纜線

將大功率裝置 (100 W - 240 W) 轉換為 USB-C 充電,不僅需要相容的裝置和充電器,還需要專用纜線。目前,一般 USB-C 纜線在 20 V、3 A 下最大可支援 60 W。任何超過 60 W 到最多 100 W 的裝置都需要使用包含內建晶片的 5 A 額定纜線,以便偵測它能夠安全處理多少電流。消費者會為此感到困惑,因為到目前為止,還沒有通用標章來區分 5 A 額定纜線和 3 A 額定纜線。

隨著 EPR 的推出,USB-IF 一直在努力建立 USB-C 纜線的官方功率額定值。該論壇於 2021 年 9 月發佈了一系列新標誌,將所有 USB-C 線纜分為兩類:60 W 和 240 W。通過認證的線纜可以在底座上印製或刻上相應的標誌,以指示功率額定值或功率和資料速度 (20 Gbps/40 Gbps) 額定值的組合。

功率愈高的充電器愈需要 GaN

EPR 的到來掀起了製造商設計和製造新一代 200+ W USB-C 充電器的熱潮,而這場革命的關鍵半導體技術無疑是氮化鎵 (GaN)。對於 30 W 的行動電話轉換器來說,GaN 的尺寸和散熱優勢可說是大材小用,但卻是將 220 W 充電器變小變輕,變得容易帶出門的關鍵所在,因為一般的矽基充電器重量幾乎都超過 0.9 公斤。

Power Integrations 新推出的 InnoSwitch4-CZClampZero 晶片組支援高達 220 W 的轉換器和充電器。零電壓切換返馳式 IC 和主動箝位 IC 組合具有 750 V PowiGaN 切換開關,這是滿足最新 USB PD 3.1 規範的理想選擇。

下載設計範例報告 DER-957,以瞭解使用 InnoSwitch4-CZ、ClampZero 和採用 PowiGaN 技術的 HiperPFS-5 功率因數修正 IC 的 130 W USB PD 3.1 筆記型電腦充電器。

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