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[分享]U11的PD車充取得與線材選擇經驗

感謝指正,有筆誤應該是200mV
明月下的清風 wrote:
另外樓上你的講法很奇怪
...這兩種都是協定(Protocol),U11可以選擇其中一種來充電。
至於「規範」,比較像是白皮書(White Paper)那類的東西,實際使用上則是協定。
...(恕刪)


https://read01.com/BMaoR7.html
為了規範快充標準,USB-IF(USB標準化組織)不久前發布了USB PD 3.0的重要更新,旨在一統快速充電技術規範的PPS(Programmable Power Supply)(所以PPS是規範)也能實現快充。



PD的規範是USB IF定的
遵不遵守本來就沒有強制
U11說不定也符合PD2.0
只是沒去花錢申請認證而已


再補充一點...
在最新的Android 7.0 OEM規範中強調:使用USB接口的手機,快充技術必須支持USB PD(原文網址:https://read01.com/BMaoR7.html)

v3960693 wrote:
旨在一統快速充電技術規範的PPS(Programmable Power Supply)(所以PPS是規範)也能實現快充。


這句話是怪怪的,PPS主要是讓供電的部份可以程式化(Programmable)做更細微的調整,並讓供電能最佳化的能力。
(別忘了PD不是P2P的供電協定)

也就是說符合USb-PD 3.0的設備,可以更智慧的供電,與能不能快速充電關係不大(因為那在USb-PD 2.0已經做到了)。

http://www.usb.org/developers/presentations/USB_DevDays_Hong_Kong_2016_-_USB_PD.pdf
第78頁:
Programmable Power Supply (PPS)
•Provides a continuously adjustable output voltage power source
•Exhibits a monotonic transfer characteristic across a voltage range
•Allows for single step or multi-step voltage changes
•Minimum transition time bound by 30 mV/usec slew rate
•Maximum transition time in the range of 10’s of msec
•Current is determined by PD contract
•Sinks do not transition to Sink Standby during PPS voltage changes


Why define a PPS ?
•Granular VBUS control
••10’s of mV resolution, big and small voltage changes are supported

•Power path optimization
••It is possible to optimize the efficiency and thermal performance

•Sink input VBUS control
••It is possible for the Sink to set its optimal input operating voltage

•It is possible to adjust for cable loss
••Sinks do not transition to Sink Standby during PPS voltage chang

看了這篇後

也去買了一個Aukey的QC3.0雙孔車充 加 Aukey USB3.0 typeC線

雖然盒裝上有標示USB3.0 只是線的接頭上面都沒看到任何圖示...

不知道這樣用在QC3.0充電是不是OK~
明月下的清風 wrote:
我也不相信,QC3下U11只會以5V跑,反倒比較可能以9V *1.5A,或類似這樣升壓同時保持低電流的方式在運作。...(恕刪)


手機的鋰聚合物電池用9V下去充會爆吧
印象中看過是被要求限制在4.3V還是4.2V

我的認知是QC3.0在實際「手機」充電上...
變壓器若是以9V輸出->流經Type-C接口
->手機被觸發快充模式
->9V電壓透過控制晶片轉(發)換(熱)成4.3V
->電流此時會提高以提升充電功率

所以原本的9Vx1.5A=13.5W
會轉換成13.5W/4.3V=3.1A給電池充電
前幾天訂了兩條Amazon Basic 出的Type A - Type C的線
Type A的那端還有標SS 10

價錢也相當划算 9.99美金一條(未稅,Prime member免運費)

這條在USB.org上也可以找到(如果我沒眼花看錯的話XDD)

網址我就不貼了 用下面這個關鍵字就可以找到
AmazonBasics USB Type-C to USB-A Male 3.1 Gen2 Cable
我自己本身也只有QC 3.0 的充電設備,並沒有USB PD專用的。

另外稍微做了一下功課,如果要USB 3.1 Type C - Type C 加上 SS10認證的線
大概都要15美金上下,並不是很便宜

如果使用SS10 跟 SS 的線在USB PD的充電上沒太大差異的話,
或許買有SS的線材就OK了??!
ultrma wrote:
前幾天訂了兩條Ama...(恕刪)


有3.1的認證 價格又比較平易近人

怎麼現在才看到有這條

就不買Aukey 3.0的線了...

v3960693 wrote:
手機的鋰聚合物電池用9V下去充會爆吧
印象中看過是被要求限制在4.3V還是4.2V


其實QC2.0開始,充電時手機輸入電壓就經常是9V了
而電池沒有炸掉的原因,是手機內有電路還會再做一次壓降,回到安全充電的電壓。

這也解釋了快速充電時,溫度會飆高的原因。
(因為變壓系統會發熱)

或許你會好奇,為何不一路5V DC到底?
原因也很簡單,如果要提供高功率的快速充電,高電流容易有安全的問題,比如導線不夠粗(電阻大)時只要電流夠大的話,就會把導線加熱到甚至會燒斷或發生火災
所以要提昇充電的功率,無法提昇導線線徑的狀況下,加電流不如升壓來的安全且成本低廉。
(W=V*A)

同樣的狀況也發生在列車(train,包括捷運)跟高鐵上,為了供給列車行駛所需的能量,供電線/軌必須提供大量的電能。
工程師可以選擇加電流或加電壓兩種方式

選擇加電流的話,為了安全起見,導線的線徑必須大幅增加,有可能會比一個人的手臂甚至大腿還粗,導致施工程成本大幅上升,而且導線很容易發熱是個大問題。
也就是說加壓是唯一途徑,除非架設成本沒有任何限制,或是有人找到了成本低廉的室溫超導體,那才有可能(笑)

這也是台電也是使用數十萬福特的AC超高壓電,來輸電的主要原因。
同樣的理由,PD 2.0充電用的USB線材,線徑最好不要太細,以減少高電流作用時可能發生的風險。(註)

註:
標準USB 2.0的供電是5V 0.5A。
現在市面上許多USB 2.0線材,都是根據此0.5A電流來設計,因此線徑並不會很大,這還是製造商沒有因為成本問題而偷料的狀況。
(尤其那種一條1百元以下的,要特別小心很可能是偷料線材,比如導線線徑比標準值減少1/4或更多之類的)

至於USB-PD 2.0,最大電流高達5A,以原本0.5A承載量設計的導線來負荷,的確有其風險存在。
ultrma wrote:
另外稍微做了一下功課,如果要USB 3.1 Type C - Type C 加上 SS10認證的線
大概都要15美金上下,並不是很便宜

如果使用SS10 跟 SS 的線在USB PD的充電上沒太大差異的話,
或許買有SS的線材就OK了??!


消費者端應該不會有差異,不過USB.org那邊的清單,如果有過PD的話,不但會標明PD,還會寫出多少A。
目前看到有拿到USB-PD logo的,也同時會過了USB的認證(2.0、3.1或3.1Gen2,端看線的設計)

比如Elecom USB3-CC5P05NBK這一條,就是USB.org認證有過USB3.1 Gen2(SS10)跟USB-PD且到5A的0.5M線材。
價格在日本亞馬遜上是1433¥ (1M版本1645¥,約448台幣)。
(我會知道價格的原因,是因為我去敗了一條,包裹正在運回台灣路上
Belkin 1M SS10線太長了,我的$$)

不計運回台灣運費的話,價格其實跟您這條單有SS10的線,差不了多少。
回頭只能說Belkin有Apple加持,身價就是不一樣(遠目)
明月下的清風 wrote:
其實QC2.0開始,充電時手機輸入電壓就經常是9V了
而電池沒有炸掉的原因,是手機內有電路還會再做一次壓降,回到安全充電的電壓。
...(恕刪)


所以現在你也同意輸入電壓到手機之後
會被經過轉換而不是9V進入電池吧
為什麼呢?因為這是要保護脆弱的LiPo電池
所以被限制在4.235V左右
那這個論點我有根據嗎?
上次的回應我沒有附上來源
後來我找到資料了
http://revolution-robotics.com/articles/lithium_polymer_lipo_battery_guide

Charging Lipo Batteries(鋰聚合物電池充電)
Lipo cells need protected from overcharge. During charging, the voltage should be limited to no more than 4.235 volts per cell to avoid damage. 
大意是每一個LiPo cell最多不可超過4.235V以免損壞
(但是文中有提到,並聯後每增加一個Cell,可提高充電電壓3.7 V,所以平板/NB等大功率的設備就可用大電壓電池包,因為只要確保每個cell最高不會超過4.235V)

(更正:並聯->串聯)
========================
問題是明月大也說了:
『壓降,回到安全充電的電壓』
(等於我前面說的控制晶片轉換)
那壓降之後電壓變少了又要如何達成快充呢?
現階段除了提高電流(功率=電壓×電流)
試問還能如何?
所以我才會就你假設的9V輸入
9V×1.5A=13.5W轉換成4.3V×3.1A=13.5W
此時是以3.1A來達成快充的

不好意思讓明月大打那麼多字
還要舉一堆例子來說明
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