USB-PD, 고전력 USB 충전 시스템이란?

 

USB-PD, 고전력 USB 충전 시스템이란? 

 

USB-PD는 스마트폰, 노트북, 태블릿 등의 장치를 더 빠르게 충전할 수 있는 고전력 USB 충전 시스템 사양입니다. USB 케이블을 통해 전력을 공급하는 확장 가능하고 유연하며 효율적인 방법을 제공하도록 설계되어 사용자가 장치를 더 빠르고 쉽게 충전할 수 있습니다. 

 

 

 

 

USB-PD의 주요 장점 중 하나는 표준 USB 충전 시스템보다 더 높은 전력을 공급할 수 있다는 점입니다. 표준 USB 충전기는 최대 2.5W로 제한되어 있는 반면, USB-PD 충전기는 최대 100W의 전력을 공급할 수 있어 더 많은 전력이 필요한 장치를 훨씬 빠르게 충전할 수 있습니다.

 

USB-PD(USB Power Delivery)는 USB를 통한 고전력 충전 및 데이터 전송을 처리하기 위한 사양입니다. 이를 통해 디바이스는 전력 계약을 협상하여 USB 연결을 통해 제공할 수 있는 최대 전력 및 전압 수준을 결정할 수 있습니다. 이를 통해 장치나 USB 포트의 손상 위험을 최소화하면서 장치를 빠르고 효율적으로 충전할 수 있습니다.

 

USB-PD는 높은 전력 출력 외에도 여러 가지 이점을 제공합니다. 장치와 충전기 간에 동적 전력 협상이 가능하므로 충전 중인 장치의 필요에 따라 충전기가 자동으로 전력 출력을 조정할 수 있습니다. 따라서 디바이스를 안전하고 효율적으로 충전할 수 있습니다. 또한 USB-PD는 상호 운용성이 뛰어나 다양한 제조업체의 다양한 디바이스와 호환되도록 설계되었습니다. 따라서 다양한 장치를 지원해야 하는 기업 및 기타 조직에 매력적인 충전 솔루션입니다.

 

USB-PD의 주요 특징 중 하나는 양면으로 설계되어 어느 방향으로든 꽂을 수 있는 Type-C 커넥터를 사용한다는 점입니다. 따라서 사용자가 장치를 충전기에 더 쉽게 연결할 수 있고 커넥터와 케이블의 손상 위험을 줄일 수 있습니다. USB-PD 장치가 연결되어 있는 한, 전원 공급 표준은 올바른 전원 설정과 적절한 장애 모드 완화를 파악합니다.

 

소스 대 싱크

 

USB 전원 공급(USB-PD) 사양의 맥락에서 '소스'는 USB 연결을 통해 다른 장치에 전원을 공급할 수 있는 장치입니다. '싱크'는 USB 연결을 통해 소스에서 전원을 공급받을 수 있는 장치입니다.

 

USB-PD 사양을 통해 장치는 전력 계약을 협상하여 USB 연결을 통해 제공하거나 받을 수 있는 최대 전력 및 전압 레벨을 결정할 수 있습니다. 이는 소스와 싱크가 통신하고 전력 전송 매개변수에 동의할 수 있도록 정의된 메시지와 프로토콜 세트를 사용하여 수행됩니다.

 

예를 들어 노트북이 소스 역할을 하여 싱크 역할을 하는 휴대폰에 전력을 공급할 수 있습니다. 이 경우 노트북은 USB 연결을 사용하여 휴대폰의 배터리를 충전할 수 있습니다. 반면에 휴대폰이 소스 역할을 하고 노트북이 싱크 역할을 하는 경우 휴대폰은 USB 연결을 사용하여 노트북의 배터리를 충전할 수 있습니다. 

 

 

 

 

안전

 

USB-PD(USB Power Delivery) 사양에는 USB를 통한 고전력 충전 및 데이터 전송과 관련된 잠재적 위험으로부터 장치와 사용자를 보호하기 위한 여러 가지 안전 기능이 포함되어 있습니다. USB-PD 표준의 주요 안전 기능에는 과전압 보호 기능이 포함됩니다:

 

1. 이는 소스에서 공급되는 전압이 안전 수준을 초과하여 싱크 장치가 손상될 수 있는 것을 방지합니다.
2. 과전류 보호: 소스에서 공급되는 전류가 안전 수준을 초과하여 싱크 장치 또는 USB 포트가 손상될 수 있는 것을 방지합니다: 소스에서 공급되는 전류가 안전 수준을 초과하여 싱크 장치 또는 USB 포트가 손상될 수 있는 것을 방지합니다.
3. 과열 보호: 싱크 장치의 온도가 안전 수준을 초과하는 것을 방지합니다: 싱크 장치의 온도가 안전 수준을 초과하여 장치에 손상을 입히거나 안전 위험을 초래할 수 있는 것을 방지합니다.
4. 단락 보호: 싱크 장치에 단락이 발생하여 장치에 손상을 입히거나 안전 위험을 초래할 수 있는 단락을 방지합니다.
5. 역전류 보호: 싱크 장치에 전류가 흐르는 것을 방지합니다: 이는 장치 또는 USB 포트에 손상을 줄 수 있는 전류가 반대 방향(즉, 싱크 장치에서 소스 장치로 역방향)으로 흐르지 않도록 방지합니다.
6. ESD 보호: 이는 장치나 USB 포트에 손상을 줄 수 있는 정전기 방전으로부터 보호합니다.

 

전반적으로 USB-PD는 표준 USB 충전 시스템에 비해 여러 가지 장점을 제공하는 강력하고 유연한 충전 솔루션입니다. 높은 전력 출력, 동적 전력 협상, 상호 운용성 덕분에 디바이스를 보다 효율적이고 빠르게 충전하고자 하는 기업과 개인에게 매력적인 옵션입니다. 

 

추가 리소스

 

USB-PD 표준에 대한 자세한 정보는 다음 리소스에서 확인할 수 있습니다.

 

1. USB 구현자 포럼(USB-IF) 웹사이트(https://www.usb.org/)는 USB 표준 개발 및 홍보를 담당하는 공식 기관입니다. 이 웹사이트에는 USB-PD 사양의 다양한 버전과 USB-PD 제품에 대한 인증 절차에 대한 정보가 포함되어 있습니다.

 

2. USB-PD 사양은 USB-IF 웹사이트에서 구매할 수 있습니다. 이 문서에는 USB-PD 표준 구현을 위한 기술 요구 사항에 대한 자세한 정보가 포함되어 있습니다.

 

3. 또한 작동 방식, 애플리케이션, 구현 등 USB-PD에 대한 실질적인 정보를 제공하는 IC 제조업체에서 만든 여러 온라인 리소스 및 기사도 있습니다.

 

 

a) Infineon은 훌륭하고 이해하기 쉬운 참조 자료를 제공합니다. https://www.infineon.com/cms/en/product/universal-serial-bus-usb-power-delivery-controller/usb-c-and-power-delivery/

USB-C Power Delivery Controllers - Infineon Technologies

 

 

b) TI의 기술 참조 섹션 및 솔루션 - https://www.ti.com/interface/usb/type-c-and-power-delivery/overview.html

USB Type-C & USB Power Delivery ICs | TI.com

 

 

c) USB-PD 전원 공급 장치에서 20V를 협상하는 가장 간단한 솔루션은 IP 2721입니다 https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2006111335_INJOINIC-IP2721_C603176.pdf

INJOINIC IP2721 Datasheet

 

 

d) ST의 USB Type-C 및 전력 공급 컨트롤러 https://www.st.com/en/interfaces-and-transceivers/usb-type-c-and-power-delivery-controllers.html#overview

USB Type-C and Power Delivery Controllers - STMicroelectronics