你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

​ 不知从何时起,你的手机充电口变成了一个中间有个舌头的超扁嘴,大家管它叫做Type-C,so 为何变成了这样呢,我们从头说起。


记得我们最早接触的数据线,应该是mp3上使用的,小的那头被称为USB mini A 大的那头被称为USB Type A


刚开始的安卓手机使用了 USB Micro B接口和USB Type A 这些都属于USB1.0-2.0范围内

你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

后来我们能买到高速U盘厂家宣称是USB3.0的,我们还发现大部分的3.0U盘接口里面变成了蓝色,同时支持USB3.0的电脑接口也发生了这样的变化用来提醒此为USB3.0接口

你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

这里面就包含了我们现在常用的 Type-C接口,接下来我们将围绕Type-C的使用的各个方面来向大家普及为啥手机充电口变成了Type-C


1、方便使用,盲插设计。众所周知,苹果在iPhone 5时代开始使用lighting接口,该接口可以不用像同时代的安卓手机使用Micro-B接口,充电时需要分辨正反面,相对于安卓手机,这是当时一个很大的优势。但苹果的lighting只供给苹果或苹果的配件厂商使用,所以安卓想到了由USB-IF组织于2014年8月份发布的Type-C接口。

你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

上图的诺基亚N1平板电脑发布于2014年11月18日是世界上第一款配备Type-C接口的安卓设备。


2、充电速率快。早期的安卓设备支持5V1A的充电模式,后期又升级为5V2A-2.4A,这样最大功率为12w,但还是很慢,充满手机一般需要2.5个小时甚至更长时间。在发展过程中,有的安卓厂商会为了充电速度去单独定制特殊的芯片以及线材去提高充电效率。USB Type-C接口就不一样了,它最高可支持20V的电压以及5A的电流。以现在的水平来看,65w的充电效率充满一部4720mah手机只要44分钟甚至更少的时间,半小时可以充到4300mah。


3、通用性。说到这里又不得不提到快充的协议了。

各个厂商为了让手机快速充电设计了多种快速充电协议,其中包括

高通QC4.0、QC3.0、 USB-IF 组织的USB PD、三星的AFC、华为FCP、SCP、联发科PE、oppo和oneplus的VOOC/DASH、vivo的FlashCharge


这些协议有的是采用高电压小电流有的是低电压大电流的方案,但是必须保证的是充电的安全,不能大量发热,防止电池爆炸。


这里着重介绍PD协议以及PPS规范


PD协议全称USB-PowerDelivery充电协议是USB-IF组织公布的功率传输协议,USB PD快充协议存在1.0版本、2.0版本和3.0版本,2015年底3.0版本发布,也就是它支持着Type-C接口可以最大支持20V5A 100W的充电效率。

2017年2月USB-IF组织发布了USB-PD 3.0标准的重要更新,即在USB-PD 3.0标准的基础上增加了可编程电源PPS(Programmable Power Supply),旨在为当今的快速充电解决方案提供统一的规范。PPS规范将上述大部分主流快速协议进行了收编包括高通QC 3.0/4.0、联发科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为SuperCharge,并与中国工信部的泰尔实验室达成了共识,未来将与国标实现统一标准。


你手机的充电口为啥变成了TYPE-C

PPS让USB接口的输出电压范围,从5V扩展到3.0V~21V。
这是一个很重要的改动,因为快速充电存在着高压小电流和低压大电流两大派系。从3.0V~21V的供电范围,让PPS可以满足各种技术流派的快速充电。


PPS可调整电压幅度为20mV,可以实现低压大电流直充。
20mV一档的电压调整幅度,让低压大电流直充方式成为可能,实际上关于这个技术的争议很大,因为有部分手机厂商希望直接在适配器上实现恒流直充控制,而不是放在手机端。但是USB-IF终究没有同意这一点。主要考量是,恒流机制可能导致某些情况下,输出电压的剧烈波动,不利于手机内部的Bypass路径管理,及手机内部基带模块的供电安全。


PPS有脉动机制,保证充电过程的安全性。
PPS一旦进入大电流模式,安全性变得非常重要,因此PPS协议规定,最少每10S,负载和适配器之间要保持一次脉动沟通,避免充电过程失控。


还记得 前面说过USB-IF的股东里面还有苹果吗?苹果公司也在2018年发布新款iPad Pro时使用Type-C作为充电及数据传输的接口,而后2019年发布的iphone 11 Pro上面连接电源处也采用了Type-C接口,它们都支持PD协议。

到现在,你终于知道为啥我们的手机大部分使用Type-C的原因了吧,其实不光有如上三个理由,看拓展为你补充。


拓展


其实要说的是一个协议,“雷雳“协议,英文为Thunderbolt,使用mac的同学可能比较熟悉,Macbook pro上存在一种接口,它叫“雷雳“接口,一般俗称雷电接口。

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使用了“雷雳“协议的接口附近会有一个带箭头的闪电标示作为标记 like this

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有人说这不就是Type-C嘛,没错这是支持“雷雳”3协议的Type-C


雷电标准早期是由Intel独立研发的,当时的技术名称是Light Peak(光峰),使用光导纤维传输。与USB标准相比,它除了可以传输文件外,还能够传输视频信号以及网络信号,这些都需要借助Intel研发的功能芯片。雷电1.0搭载于苹果的2011 MacBook Pro上,雷电2.0搭载于苹果的2013 MacBook Pro上。


2015年台北电脑展,雷电3问世,这一代的雷电接口的物理外形改为使用USB Type-C接口,传输速度提升到了40Gbps,能够连接两个4K显示器或者1个5K显示器,并且相比上代更加省电,能够提供100W的电力输送。这就是为什么新款的MacBook整机只有一个接口——雷电3,因为这接口已经能胜任一般电脑任何接口做的事。那为什么Intel选择将Type-C接口作为雷电3的物理承载呢,别忘了前面我们说过Intel也是USB-IF的董事会成员,推广接口大一统,得到的会更多。

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Intel将雷电3技术贡献给了USB-IF组织,随后USB4就发布了。


另外补充一句关于线材,适应65w以及以上功率充电需要三个条件满足,

1、设备本身支持大功率充电,支持大功率充电协议

2、充电线材支持大电流充电,有支持3A电流的线 ,也有支持5A 电流带EMAKER芯片的线

3、充电头支持大功率充电,支持PPS,或者自有充电充电协议。


我能想到的未来,应该是一个USB Type-C大一统的年代。

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