你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

​ 不知從何時起,你的手機充電口變成了一箇中間有個舌頭的超扁嘴,大家管它叫做Type-C,so 為何變成了這樣呢,我們從頭說起。


記得我們最早接觸的數據線,應該是mp3上使用的,小的那頭被稱為USB mini A 大的那頭被稱為USB Type A


剛開始的安卓手機使用了 USB Micro B接口和USB Type A 這些都屬於USB1.0-2.0範圍內

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

後來我們能買到高速U盤廠家宣稱是USB3.0的,我們還發現大部分的3.0U盤接口裡面變成了藍色,同時支持USB3.0的電腦接口也發生了這樣的變化用來提醒此為USB3.0接口

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

這裡面就包含了我們現在常用的 Type-C接口,接下來我們將圍繞Type-C的使用的各個方面來向大家普及為啥手機充電口變成了Type-C


1、方便使用,盲插設計。眾所周知,蘋果在iPhone 5時代開始使用lighting接口,該接口可以不用像同時代的安卓手機使用Micro-B接口,充電時需要分辨正反面,相對於安卓手機,這是當時一個很大的優勢。但蘋果的lighting只供給蘋果或蘋果的配件廠商使用,所以安卓想到了由USB-IF組織於2014年8月份發佈的Type-C接口。

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

上圖的諾基亞N1平板電腦發佈於2014年11月18日是世界上第一款配備Type-C接口的安卓設備。


2、充電速率快。早期的安卓設備支持5V1A的充電模式,後期又升級為5V2A-2.4A,這樣最大功率為12w,但還是很慢,充滿手機一般需要2.5個小時甚至更長時間。在發展過程中,有的安卓廠商會為了充電速度去單獨定製特殊的芯片以及線材去提高充電效率。USB Type-C接口就不一樣了,它最高可支持20V的電壓以及5A的電流。以現在的水平來看,65w的充電效率充滿一部4720mah手機只要44分鐘甚至更少的時間,半小時可以充到4300mah。


3、通用性。說到這裡又不得不提到快充的協議了。

各個廠商為了讓手機快速充電設計了多種快速充電協議,其中包括

高通QC4.0、QC3.0、 USB-IF 組織的USB PD、三星的AFC、華為FCP、SCP、聯發科PE、oppo和oneplus的VOOC/DASH、vivo的FlashCharge


這些協議有的是採用高電壓小電流有的是低電壓大電流的方案,但是必須保證的是充電的安全,不能大量發熱,防止電池爆炸。


這裡著重介紹PD協議以及PPS規範


PD協議全稱USB-PowerDelivery充電協議是USB-IF組織公佈的功率傳輸協議,USB PD快充協議存在1.0版本、2.0版本和3.0版本,2015年底3.0版本發佈,也就是它支持著Type-C接口可以最大支持20V5A 100W的充電效率。

2017年2月USB-IF組織發佈了USB-PD 3.0標準的重要更新,即在USB-PD 3.0標準的基礎上增加了可編程電源PPS(Programmable Power Supply),旨在為當今的快速充電解決方案提供統一的規範。PPS規範將上述大部分主流快速協議進行了收編包括高通QC 3.0/4.0、聯發科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、華為SuperCharge,並與中國工信部的泰爾實驗室達成了共識,未來將與國標實現統一標準。


你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

PPS讓USB接口的輸出電壓範圍,從5V擴展到3.0V~21V。
這是一個很重要的改動,因為快速充電存在著高壓小電流和低壓大電流兩大派系。從3.0V~21V的供電範圍,讓PPS可以滿足各種技術流派的快速充電。


PPS可調整電壓幅度為20mV,可以實現低壓大電流直充。
20mV一檔的電壓調整幅度,讓低壓大電流直充方式成為可能,實際上關於這個技術的爭議很大,因為有部分手機廠商希望直接在適配器上實現恆流直充控制,而不是放在手機端。但是USB-IF終究沒有同意這一點。主要考量是,恆流機制可能導致某些情況下,輸出電壓的劇烈波動,不利於手機內部的Bypass路徑管理,及手機內部基帶模塊的供電安全。


PPS有脈動機制,保證充電過程的安全性。
PPS一旦進入大電流模式,安全性變得非常重要,因此PPS協議規定,最少每10S,負載和適配器之間要保持一次脈動溝通,避免充電過程失控。


還記得 前面說過USB-IF的股東里面還有蘋果嗎?蘋果公司也在2018年發佈新款iPad Pro時使用Type-C作為充電及數據傳輸的接口,而後2019年發佈的iphone 11 Pro上面連接電源處也採用了Type-C接口,它們都支持PD協議。

到現在,你終於知道為啥我們的手機大部分使用Type-C的原因了吧,其實不光有如上三個理由,看拓展為你補充。


拓展


其實要說的是一個協議,“雷靂“協議,英文為Thunderbolt,使用mac的同學可能比較熟悉,Macbook pro上存在一種接口,它叫“雷靂“接口,一般俗稱雷電接口。

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

使用了“雷靂“協議的接口附近會有一個帶箭頭的閃電標示作為標記 like this

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

有人說這不就是Type-C嘛,沒錯這是支持“雷靂”3協議的Type-C


雷電標準早期是由Intel獨立研發的,當時的技術名稱是Light Peak(光峰),使用光導纖維傳輸。與USB標準相比,它除了可以傳輸文件外,還能夠傳輸視頻信號以及網絡信號,這些都需要藉助Intel研發的功能芯片。雷電1.0搭載於蘋果的2011 MacBook Pro上,雷電2.0搭載於蘋果的2013 MacBook Pro上。


2015年臺北電腦展,雷電3問世,這一代的雷電接口的物理外形改為使用USB Type-C接口,傳輸速度提升到了40Gbps,能夠連接兩個4K顯示器或者1個5K顯示器,並且相比上代更加省電,能夠提供100W的電力輸送。這就是為什麼新款的MacBook整機只有一個接口——雷電3,因為這接口已經能勝任一般電腦任何接口做的事。那為什麼Intel選擇將Type-C接口作為雷電3的物理承載呢,別忘了前面我們說過Intel也是USB-IF的董事會成員,推廣接口大一統,得到的會更多。

你手機的充電口為啥變成了TYPE-C

Intel將雷電3技術貢獻給了USB-IF組織,隨後USB4就發佈了。


另外補充一句關於線材,適應65w以及以上功率充電需要三個條件滿足,

1、設備本身支持大功率充電,支持大功率充電協議

2、充電線材支持大電流充電,有支持3A電流的線 ,也有支持5A 電流帶EMAKER芯片的線

3、充電頭支持大功率充電,支持PPS,或者自有充電充電協議。


我能想到的未來,應該是一個USB Type-C大一統的年代。

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