USB Type-C Power Delivery 線纜測試
關(guān)鍵詞：USB Type C，USB PD2.0 ，USB PD3.0，USB PD3.2
前 言
蘋果公司(Apple)的Lightning接口于2012年挾著體積小以及其正反均可使用的兩大優(yōu)點橫空出世，與當(dāng)時的USB Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B形成分庭抗禮之勢，且其優(yōu)勢無疑對USB標(biāo)準(zhǔn)帶來不小的競爭壓力，USB協(xié)會學(xué)習(xí)了Lightning的設(shè)計理念，于2014年也推出正反均可使用的Type C接頭以改善了用戶體驗，歐盟從2024年起，所有小型電子器材，包括手機、平板計算機、相機、耳機、手持式游戲機、攜帶型喇叭、電子書、鍵盤、鼠標(biāo)、攜帶型導(dǎo)航(強制實施日期2024年12月28日)和筆記本電腦(強制實施日期2026年4月28日)等必須使用 USB-Type C作為充電接口。這一規(guī)定旨在減少電子垃圾和提高消費者便利性，隨著蘋果2023年發(fā)表的iPhone 15改用Type C接口，這10多年的可攜式產(chǎn)品接口之爭也將寫下句點。
USB大一統(tǒng)的時代
USB在眾多廠商及歐盟法規(guī)的支持下，已然成為3C產(chǎn)品外接接口的霸主。
Type C連接器及電纜線：體積小，正反接均可使用。
USB4規(guī)格提供高速數(shù)據(jù)傳輸：最高可達(dá)80Gbps
USB PD3.2 (Power Delivery)電源傳遞：最大功率240W。
表一：USB速率規(guī)格表
USB PD (Power Delivery)摘要規(guī)格
具備 USB PD 能力的設(shè)備包含：主機 Host；裝置 Device；集線器 Hub；充電器 Charger。充電模式 包含：定電壓充電(Fixed Voltage Charging Models)，可調(diào)電源充電[Programmable Power Supply
(PPS) Charging Models]，可調(diào)電壓供應(yīng)充電 Adjustable Voltage Supply (AVS) Charging Models 等三種模式。
表二：固定電壓充電模式功率范圍
表三：可調(diào)電源充電模式功率范圍
可調(diào)電壓供應(yīng)(AVS)充電模式的功率范圍是基于電源傳遞功率范圍(PDP)的額定值來定義一組電壓范 圍，其范圍包含大于27W的標(biāo)準(zhǔn)功率范圍SPR模式和100W 以上的擴(kuò)展功率范圍EPR模式，標(biāo)準(zhǔn)功率范圍SPR 最大電流，在9~15伏特范圍以15伏特決定；在15~20 伏特范圍以20伏特決定 。
表四：可調(diào)電壓供應(yīng)充電模式功率范圍
1 需使用5A線纜
2 需使用擴(kuò)展功率范圍線纜
綜合上述工作條件，測試Type C PD 電纜線需要直流電源模擬表二至表四的工作電壓范圍，透過直流電子負(fù)載拉載來確認(rèn)線纜可承受此范圍的工作電流。
建議機型如下：
PSW 80-13.5 可編程電源規(guī)格：
80V, 13.5A, 360W 可滿足固定電壓 5V、9V、15V、20V 、28V、36V、48V的需要。
可調(diào)電壓5~21V，可調(diào)電壓9~48V等需求。
PEL-504-80-70 電子負(fù)載規(guī)格：
80V, 70A, 350W可滿足5A拉載的需要。
測試接線如圖一所示
圖一：透過可編程電源PSW 80-13.5 及直流負(fù)載 PEL-504-80-70 測試Type C電纜
總 結(jié)
測試線纜除了實際通過的工作電壓與電流外，線纜的組成包含連接器、導(dǎo)線、外被等，相關(guān)的接觸電阻、絕緣電阻也是需要的測試項目，以下提供相關(guān)所需儀器以及儀器的重要特點供讀者參考。
圖二：PSW系列電源特殊功能
圖三：PEL-500系列特點
圖四：接觸電阻及相關(guān)精準(zhǔn)電阻測試
圖五：GPT-10000系列絕緣耐壓測試儀，具備V-I曲線可真實確認(rèn)絕緣材料的崩潰電壓
參考文獻(xiàn)
1：Universal Serial Bus 4 (USB4®) Specification, Version 2.0, October 2022
2：迎接 USB4－80Gbps 超高速時代來臨 (Granite River Labs, GRL Sandy Chang 張靜宜)
https://www.graniteriverlabs.com/zh-tw/technical-blog/usb4-80-cio80
3：維基百科
3-1：https://zh.wikipedia.org/zh-tw/USB
3-2：https://zh.wikipedia.org/wiki/USB4
3-3：https://zh.wikipedia.org/wiki/USB_Power_Delivery
4：Universal Serial Bus Power Delivery Specification, Revision:3.2 Version:1.0 Release date:2023-10
