Leanne Zhang
在不斷擴大的電力輸送和連線應用中,一直可看到 USB Type-C® 的存在,雖然大家大多認為這是可讓筆記型電腦、平板電腦和智慧型手機較快速充電的新標準。USB Type-C 的速度與效率格外出色:在 USB 電力輸送 (USB PD) R3.1 規格的進化之下,單一 USB Type-C 連接器可支援高達 240W (48V 與 5A) 的功率,相較於 USB Std--A 連接器的 7.5W (5V 和 1.5A),出現顯著改善。
USB Type-C 的採用並不是巧合,歐盟、印度、巴西和韓國都制定並實施了相關規定,要求可攜式個人電子產品透過 USB Type-C 埠充電。
隨著越來越多消費性裝置支援 USB Type-C 與 USB PD,汽車應用對 USB Type-C 與 USB PD 的需求也越來越高。消費者希望能透過 USB Type-C 傳輸線為裝置快速充電,以及投射其 GPS 顯示器、音樂播放器甚至電影,而且這一切都是在消費者的汽車中進行。對於從 2025 年開始生產的車輛,USB Type-C 埠的數量預計將從每輛車兩個連接埠,增加至每輛車四個連接埠。您可能已經能夠在汽車的主機、前排座椅充電器、後排座椅充電器和後排座椅顯示器中找到 USB Type-C 埠。
USB Implementers Forum 總裁兼 COO Jeff Ravencraft 表示:「USB Type-C 廣泛的可用性和多功能性讓許多人獲益良多,除了連接個人裝置之外,這也成為連接越來越多技術的首選解決方案。USB Type-C 可輕鬆連接至其偏好的車輛,以無縫介接手機或其他裝置,提供有效率、可互通且毫不麻煩的體驗,簡化消費者在任何地方與其技術互動的方式。」
在檢視於汽車環境中應用 USB Type-C 時,存在許多考量。對於輕鬆介接裝置以進行充電、資料通訊或一併進行這兩種作業而言,連接埠的便利性和靈活性尤為重要。連接埠的數量、近距和性能都由所謂的來源電源原則管理 (SPM) 進行管理。此外,SPM 整合了連接埠配置及其在各種條件下運作的能力,且將多個連接埠間的輸入電壓、溫度和電源分配均納入考量 (請參閱 圖 1 的範例)。
TPS25772-Q1 是 TI USB PD 控制器產品系列的雙埠版本。其整合一個降壓升壓轉以對第一個連接埠供電,並提供介面以控制外部降壓升壓轉換器,而此轉換器可對第二個連接埠供應電壓及電流。在 TPS25772-Q1 中,所有控制都在整合了 SPM 的單一 USB PD 控制器上進行。您可以控制多個旋鈕以指示充電器的設計方式和行為。建立自訂配置就像回答幾個問題或變更幾項電阻值一樣容易。
尺寸與成本也十分重要。USB Type-C 使用更纖薄的連接器,高度僅有 2.4mm,可讓工業產品進一步小型化。此連接器也可滿足汽車內 USB 盒的小空間要求。在汽車設計中,能否將這些應用納入極小巧的外型尺寸內,並保持符合成本效益,都是首要的優先事項,如 圖 2 中所示。
TI USB PD 控制器皆與電源路徑與降壓升壓轉換器完全整合。多合一晶片解決方案有助於提升車用 USB 產品的效率與功率密度。
在汽車中實作 USB-C 埠已進入資料連線的階段,而不只是電力輸送。並非所有位於汽車車廂內的連接埠都必須以相同的方式運作。在車廂中,部分連接埠可能可提供更高的充電能力、資料傳輸水準,而未來,則可能提供 USB DisplayPort™ 替代模式 (將來源投射至顯示器) 或可直接透過 DisplayPort ™ 修訂版本 2.1 傳輸的 USB4®。
這些都是靈活的配置,身為設計師,您需要的解決方案應能在法規和市場需求漸增之際,以最佳方式滿足您的需求。透過創新的硬體設計與功能整合,我們可助您減少 USB Type-C 的進入障礙。
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