Che cos'è USB PD (Power Delivery)?

Spieghiamo in dettaglio che cos'e USB PD (Power Delivery-Power Delivery). Per lo standard PD USB PD3.0, il piu recente standard PD USB PD3.1 e le attuali tendenze del mondo USB, forniamo spiegazioni funzionali e informazioni di base.

Dalla presentazione dei prodotti USB PD alla Techno Frontier 2018, abbiamo ricevuto numerose domande su cosa sia l’USB PD (Power Delivery). In questa pagina ne forniamo una spiegazione. Questo dispositivo, che consente la ricarica multipla, regola automaticamente la potenza in base all’apparecchio collegato, risultando estremamente pratico.

Alla precedente Techno Frontier abbiamo esposto due nuovi prodotti USB PD (Power Delivery) della nostra azienda. Ringraziamo sinceramente i numerosi visitatori per il loro riscontro positivo. In risposta alle recenti richieste dei clienti, UNIFIVE ha sviluppato due modelli USB PD da 40W e 60W, ampliando successivamente la gamma con il rilascio anche di un modello da 65W.

Che cos’è USB PD (Power Delivery)?

USB PD: il fascino della nuova generazione USB che realizza trasferimento dati e alimentazione ad alta potenza

USB PD (USB Power Delivery) è una nuova tecnologia USB che consente di realizzare trasferimento dati e alimentazione ad alta potenza tramite un unico cavo. Gli adattatori AC compatibili con USB PD, evoluzione delle tradizionali USB, possono fornire simultaneamente energia e dati tramite un cavo USB Type-C, sfruttando al massimo le prestazioni dello standard USB. Questa tecnologia permette di erogare una potenza significativamente superiore rispetto ai metodi di ricarica USB convenzionali, rendendo possibile non solo la ricarica di smartphone e tablet, ma anche di dispositivi ad alto consumo energetico come i computer portatili.

Di seguito un riepilogo delle principali funzionalità di USB PD.

• Rispetto alle versioni tradizionali USB1.1 (2.5W), USB3.0 (4.5W) e USB-BC1.2 (7.5W), USB-PD consente un’erogazione di potenza fino a 100W.

• Elimina la distinzione fissa tra fornitore e ricevitore di energia, consentendo lo scambio dei ruoli di alimentazione (role swap). Ad esempio, se un PC stava caricando una batteria esterna, grazie alla funzione role swap è possibile caricare il PC dalla batteria esterna (nel caso di cavo Type-C).
• Consente l’ottimizzazione dell’alimentazione tra più dispositivi esterni.

• Regola automaticamente la potenza in base al dispositivo collegato.

La situazione attuale dell’USB

Oggi le porte USB si trovano ovunque: non solo nelle automobili, ma anche su autobus pubblici e aerei. È diventato normale anche ottenere alimentazione dalle porte USB dei computer. L’USB è ormai una presa di ricarica ubiqua per dispositivi compatti come gli smartphone.

Le porte USB tradizionali erano principalmente destinate al trasferimento dati tramite driver USB, ma gradualmente gli utenti hanno iniziato a utilizzarle anche come fonte di alimentazione per la ricarica.

USB PD3.0 per un utilizzo sicuro

USB-PD3.0, il più recente standard definito dall’organizzazione USB-IF (Implementers Forum), mira a eliminare cavi di bassa qualità e prodotti non conformi presenti sul mercato, garantendo un utilizzo sicuro di USB-PD.

Rispetto alla versione 2.0, USB-PD3.0 ha velocizzato il role swap, riducendo il rischio di perdita di dati anche in caso di interruzione temporanea dell’alimentazione.

Inoltre, è stata aggiunta la funzione di autenticazione tra dispositivi chiamata C-AUTH (USB Type-C Authentication), che consente ai dispositivi di verificare se l’apparecchio o il cavo collegato sia affidabile, bloccandone le funzioni in caso di problemi.

* Clicca qui per una spiegazione su USB-TypeC

USB PD 3.1: evoluzione fino a 240W

Nel mercato attuale lo standard principale è USB PD3.0, ma il 26 maggio 2021 USB-IF ha annunciato la nuova specifica USB Power Delivery Revision 3.1.

Si tratta di un importante aggiornamento che consente di fornire fino a 240W tramite cavi e connettori USB Type-C®. In precedenza, USB PD era limitato a 100W con una soluzione a 20V utilizzando cavi USB Type-C da 5A.

Di conseguenza, anche la specifica USB Type-C è stata aggiornata alla release 2.1, definendo i requisiti per cavi da 240W. Sono stati inoltre aggiornati il protocollo USB PD e le definizioni di alimentazione, consentendo l’applicazione di USB PD anche a molti dispositivi per i quali 100W non erano sufficienti.

La nuova architettura USB PD definisce un protocollo di power negotiation molto più rigoroso, garantendo un accesso e un utilizzo sicuri dell’elevata potenza disponibile. I requisiti di sicurezza per prodotti che utilizzano tra 100W e 240W sono più severi rispetto a quelli per prodotti a basso consumo e sono stabiliti in conformità alle normative vigenti nei paesi di vendita.

Con le nuove funzionalità di USB Power Delivery 3.1, dispositivi ad alto consumo come laptop di grandi dimensioni potranno passare dai connettori di alimentazione tradizionali a USB Type-C.

Tre nuove tensioni fisse selezionabili: maggiore potenza con EPR (Extended Power Range)

Una delle principali caratteristiche di USB PD 3.1 è la possibilità di selezionare tre nuove tensioni fisse. Oltre alle specifiche SPR PDO e SPR APDO da 5V, 9V, 15V e 20V, ora è possibile selezionare anche 28V (oltre 100W), 36V (oltre 140W) e 48V (oltre 240W). Grazie alla funzione EPR (Extended Power Range), è possibile fornire potenza a tensioni superiori a 20V.

Modalità EPR: protocollo di sicurezza per alimentazione ad alta potenza

La modalità EPR è un protocollo di comunicazione per fornire in sicurezza potenza elevata. Prima di entrare in modalità EPR, la sorgente (alimentatore) e il sink (dispositivo) verificano reciprocamente le proprie capacità e stabiliscono un accordo per garantire un’erogazione sicura.

Di seguito è riportata una tabella che riassume in modo chiaro l’evoluzione fino all’introduzione di USB3.1 e le relative specifiche.

Esperienza di ricarica più rapida e ottimale con USB PD

USB Type-C è dotato di una linea di segnale dedicata chiamata CC (Configuration Channel). Quando si collega un dispositivo compatibile con USB Power Delivery, il sistema rileva automaticamente la potenza ottimale per il dispositivo e avvia rapidamente la ricarica.

Combinazione con tecnologia GaN per alta efficienza e miniaturizzazione

Il GaN (nitruro di gallio) è un materiale semiconduttore di nuova generazione. I dispositivi di potenza basati su GaN presentano minori perdite energetiche e maggiore velocità di commutazione rispetto ai tradizionali dispositivi in silicio. L’adozione della tecnologia GaN negli alimentatori USB PD 3.1 consente di ottenere elevata efficienza e dimensioni compatte.

Il futuro di USB PD: alimentazione per ogni dispositivo

USB PD è destinato non solo ai dispositivi mobili come laptop, smartphone e tablet, ma anche a elettrodomestici e apparecchiature industriali. Con l’evoluzione di USB PD 3.1 e della tecnologia GaN, in futuro potremmo vedere un’epoca in cui tutti i dispositivi saranno ricaricati tramite cavo USB Type-C.

UNIFIVE offre un’ampia gamma di adattatori AC di nuova generazione compatti con GaN basati sulle più recenti soluzioni PD.

Supportiamo anche personalizzazioni a partire da piccoli lotti e forniamo proposte flessibili. Per campioni o altre Contattaci, non esitate a contattare il nostro reparto commerciale.

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