給電専用USB Type Cコネクターの概要

Jeff Smoot/著

給電専用USB Type Cコネクターの概要

USBコネクタは1990年代半ばに登場し、それ以来、サイズ、形状、データ転送能力、電力制約などの面で進化してきました。今日、最新の物理標準はType Cで、帯域幅が広く双方向性と可逆性の両方を備えていることに加えて、この最新のイテレーションは、前世代よりも大幅に高い電力転送が可能です。USBコネクタに関しては、関連する3つの基準、物理的なコネクター、データ転送プロトコル、給電があります。CUI Devicesでは、これらの基準について詳細に説明したブログ記事がこちらにあります。USB Type Cコネクターは、高いレベルから物理コネクタ規格に準拠しています。この物理規格は、最大100Wまでの給電規格に合う設計がされています。これはUSBを新たな電力に関するチャンスの領域へと開放します。

仕様 最大電源 最大電圧 最大電流
USB 2.0 2.5W 5V 500mA
USB3.0および3.1 4.5W 5V 900mA
USB BC 1.2 7.5W 5V 1.5mA
USBタイプ-C1.2 15W 5V 3A
USB PD3.0 100W 20V 5A
USBパワーレベルの進展

電力アプリケーションに対するUSB Type Cのメリット

標準USB Type Cコネクタは、16データ転送ピン、4電力ピン、4接地ピンの合計24ピンが内蔵されています。最大100 Wの電力容量、USB Type Cは、大量の電力を必要とする多くのアプリケーションにとって実行可能なオプションであり、データ転送が不要な場合でも、標準のDC電源コネクターを置き換えることができます。

USBを給電方法として使用する最大の利点は、標準化です。USBコネクターはユビキタスになり、Type Cへの移行が急速に勢いを増しています。新しい電話とモバイルデバイスの多くは、USB Type Cですでに出荷されており、さらに、将来のすべてのデバイスに対する充電規格としてEUはType Cコネクターの採用に移行していく可能性が高まっています。単一の、多くの異なる製品用の既製のケーブルタイプを利用するという確実な便利さは、エンドユーザーにとって非常に魅力的です。OEMの観点からは、これらのコネクターは、電源のみのコネクターとデータ+電源のコネクターの両方で、標準化により一定レベルの相互運用性が保証されているため、非常に安定したサプライチェーンで容易に見つけることができます。また、この規格は設計の統合を容易にし、Type Cは他の多くのバレルコネクターよりもはるかに小さなフットプリントを実現しています。最後に、USB Type Cコネクターは、10,000回の嵌合サイクルを持つ堅牢なコネクターで、長期にわたって使える寿命が確保されています。

給電専用USB Type Cコネクター

上記のメリットにより、CUI Devicesは、充電または電力供給が唯一の機能である設計向けに給電専用USB Type Cレセプタクルを開発しました。CUI Devicesの給電専用USB Type Cレセプタクルは、16本のデータ転送ピンと2本の接地ピンを取り除き、4本の電源ピンと2本の接地ピンのみを残します。

24ピンUSB Type Cの6ピン給電専用USB Type Cとの比較
24ピンType C(左)の6ピン給電専用Type C(右)との比較

コネクター自体の簡素化された設計により、標準の6本ピンの代わりに24本のみでコネクターのコストが大幅に削減されます。部品コストの低さに加え、ピンや関連するはんだ点の大部分を排除することで、複雑性や故障率を低減します。これらはデータ転送には使用できませんが、データと電源の両方を転送する標準的なUSB Type Cケーブルで動作するため、製品とやりとりをする際にエンドユーザー側で必要となる追加の手順やハードウェアはありません。

データ転送ピンは取り外されているため、USB 3.0の給電ネゴシエーション・プロセスは発生しません。その場合、充電デバイスはUSBの標準電力伝送レートである5Vと1Aを返します。その他すべてのアプリケーションに対しては、コネクタは他の電源ジャックと同様に機能し、充電はアダプタ/充電回路によって管理されます。

その他の電力に関する考慮すべき項目

USB Type Cコネクターは、さまざまなシナリオで非常に有用ですが、専用の給電オプションが実用的なソリューションとなる場合もあります。例えば、100Wのハードリミットでは、Type Cは、より多くの電力が必要な場合は単に機能しません。また、特定の設計上の制約により、異なるフットプリントまたはコネクターサイズが必要な場合もあります。最終的には、よりカスタムなソリューションが必要な場合、USB Type Cコネクターは、その標準化されたフットプリント、サイズ、および仕様によって制限される可能性があります。その他の電力コネクターが最善のソリューションになる場合の詳細については、CUI DevicesのブログのDC電源コネクターの選択をお読みください。

USB Type Cの未来

USB Type CコネクターとPower Delivery規格は、新しい電力管理および送信を行う新しい見方が開かれました。万能のソリューションではありませんが、ハイパワー機能とグローバルな標準化により、多くの異なる製品で検討できる優れたオプションとなっています。電力供給専用のみが必要な場合、CUI Devicesの給電専用USB Type Cコネクターは、低コストで設計統合が簡素化されているため、エンジニアにとって興味深いソリューションです。

CUI Devicesは現在、最大3電流定格および20VDC定格電圧を備えた、60Wの給電専用USB Type Cレセプタクルを提供しています。100Wバージョンは開発中ですが、USB Type Cコネクターでサポートされているフル5A電流定格と20VDC電圧定格を持つ形で間もなく販売される予定です。

その他のリソース


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Jeff Smoot

Jeff Smoot

バイス・プレジデント(エンジニアリング担当)

2004年にCUI Devicesに入社して以来、Jeff Smootは製品の開発、サポートおよび市場投入に重点を置いて、同社の品質管理およびエンジニアリング部門を活性化してきました。顧客の成功を第一に考えたJeffはアプリケーション・エンジニアリングチームの立ち上げを主導し、設計プロセスにおけるエンジニアに対し、現場やオンラインでのエンジニアリング設計・技術サポートを強化しました。仕事以外では、アウトドア(スキー、バックパッキング、キャンプ)を楽しみ、妻や4人の子供と共に時間を過ごします。そしてJeffはずっとデンバー・ブロンコスを応援しています。

 
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