Los conectores USB Type-C se convierten en una interfaz de energía principal.

Evolución de los estándares de conectores USB

Los conectores USB se introdujeron a mediados de los años 90. Al principio, la transmisión de datos era la función principal. Contaban con una capacidad de carga de 2,5 W/5 V 500 mA. Desde entonces, los conectores USB se han desarrollado continuamente en términos de tamaño, forma, capacidades de transferencia de datos y restricciones de potencia. Hoy en día, el estándar físico más reciente es el Type-C. Además de admitir mayor ancho de banda, bidireccionalidad y reversibilidad, esta última iteración puede proporcionar una transferencia de energía más alta que las generaciones anteriores de productos.

Existen tres estándares asociados diferentes para los conectores USB, que incluyen conectores físicos, protocolos de transmisión de datos y suministro de energía. A un nivel alto, los conectores USB Type-C siguen el estándar de conector físico, que está diseñado para cumplir con el estándar de suministro de energía de hasta 240 W, abriendo un nuevo campo de oportunidades para la aplicación de energía USB.

El desarrollo de los niveles de potencia USB puede variar desde 2.5 W/5 V 500 mA para USB 2.0, 4.5 W/5 V 900 mA para USB 3.0/3.1, 7.5 W/5 V 1.5 A para USB BC 1.2, 15 W/5 V 3 A para USB Type-C 1.2, y 100 W/20 V 5 A para el último USB PD 3.0, que actualmente es el conector principal para aplicaciones de alta potencia. El estándar más reciente USB PD 3.1 incluso ha aumentado aún más las capacidades de potencia hasta 240 W/48 V 5 A.

Evolución de los estándares de conectores USB

El conector estándar USB Type-C alberga 16 pines de transferencia de datos, 4 pines de alimentación y 4 pines de tierra, para un total de 24 pines. Con una capacidad de potencia de hasta 100 W, USB Type-C es ahora una opción viable para muchas aplicaciones que requieren alta potencia y puede reemplazar el conector de alimentación de corriente continua estándar incluso cuando no se necesita transferencia de datos.

El mayor beneficio de usar USB como método de suministro de energía es la estandarización, ya que los conectores USB son omnipresentes y están ganando un rápido impulso en su popularización en la transición al Type-C. En la actualidad, muchos teléfonos móviles y dispositivos móviles nuevos han sido equipados con USB Type-C. Además, es cada vez más posible que la Unión Europea adopte los conectores Type-C como el estándar de carga para todos los dispositivos en el futuro, requiriendo que muchos productos diferentes utilicen un solo tipo de cable estándar y disponible en el mercado para proporcionar más conveniencia y ser muy atractivo para los usuarios finales.

Además, desde el punto de vista del OEM, incluidos los conectores solo de alimentación y los conectores de datos + alimentación, estos conectores se pueden encontrar fácilmente a través de una cadena de suministro estable, ya que la estandarización garantiza un cierto nivel de interoperabilidad. El estándar también asegura un diseño e integración fáciles, y el Type-C ocupa un espacio mucho menor que muchos conectores de barril. Además, los conectores USB Type-C tienen características robustas, ofreciendo hasta 10,000 ciclos de conexión, lo que garantiza una larga vida útil, convirtiéndolos en la opción principal entre los conectores actuales.

Los conectores USB Type-C solo para alimentación o suministro de energía

Debido a los beneficios mencionados anteriormente en el conector USB Type-C, también se introdujo en el mercado un receptáculo USB Type-C exclusivamente para energía, que se utiliza únicamente para la carga o un diseño de entrega de energía. Se eliminan 16 pines de transferencia de datos y 2 pines de tierra de estos receptáculos USB Type-C exclusivamente para energía de 60 W, dejando solo 4 pines de energía y 2 pines de tierra.

Dado que el diseño del propio conector está simplificado y solo se utilizan 6 pines en lugar de los 24 pines estándar, esto reduce significativamente el costo del conector. Además de la reducción de los costos de las piezas, también disminuye la complejidad y las tasas de fallos al eliminar la mayoría de los pines y puntos de soldadura asociados. Aunque estos conectores solo de alimentación no pueden transferir datos, aún pueden funcionar con cualquier cable USB Tipo-C estándar que pueda transferir datos y energía, por lo que los usuarios finales no necesitan incorporar pasos o hardware adicionales al interactuar con los productos.

Sin embargo, dado que se ha eliminado el pin de transferencia de datos, no se llevará a cabo el proceso de negociación de energía de USB 3.0. En este caso, el dispositivo de carga volverá a la tasa de transferencia de energía estándar de USB de 5 V y 1 A. Para todas las demás aplicaciones, el conector funcionará como cualquier otro conector de energía, y la carga será controlada por el adaptador/circuito de carga.

Si bien los conectores USB Type-C son útiles en una amplia gama de escenarios, a veces las opciones de alimentación dedicadas siguen siendo una solución práctica. Por ejemplo, si el límite máximo es de 240 W, Type-C no funcionará en esta condición cuando se requiera una potencia mayor. En otros casos, debido a ciertas limitaciones de diseño, se pueden necesitar diferentes tamaños de huella o conectores, y los conectores USB Type-C pueden estar limitados por su huella, tamaño y especificaciones estandarizadas cuando se necesitan soluciones más personalizadas.

El futuro de USB Tipo C

Los conectores USB Type-C y los estándares de Power Delivery han abierto una nueva forma de abordar la gestión y transmisión de energía. Aunque aún no es la solución definitiva, su capacidad de alta potencia y estandarización global lo convierten en una excelente opción para muchos productos diferentes. Cuando solo se necesita la entrega de energía, los conectores USB Type-C solo de alimentación de Same Sky son una solución interesante para los ingenieros debido a su menor costo y la integración de diseño simplificada.

El UJC-HP-3-SMT-TR de Same Sky es un receptáculo USB Tipo-C de 6 pines, tipo C, 3A, en ángulo recto, diseñado para aplicaciones solo de potencia en un paquete de montaje en superficie horizontal con una corriente nominal de 3A y un voltaje nominal de 20 Vdc. El otro UJC-VP-3-SMT-TR es un receptáculo USB Tipo-C de 6 pines diseñado para aplicaciones solo de potencia en un paquete de montaje en superficie vertical con una corriente nominal de 3A y un voltaje nominal de 20 Vdc.

Ambos receptáculos USB Type-C lo convierten en una solución más rentable al eliminar los pines de transferencia de datos y son adecuados para diseños donde la carga o el suministro de energía es la única función. Además, estos receptáculos USB Type-C son compatibles con cualquier enchufe USB Type-C estándar, integrando la accesibilidad y el diseño simplificado de la conexión universal Type-C para aplicaciones únicamente de energía, y son compatibles con la soldadura por reflujo y el embalaje en cinta y carrete.

Conclusión

Después de años de evolución, los conectores USB se han convertido en un conector común en computadoras, comunicaciones y productos electrónicos de consumo, y los conectores USB Tipo-C se han establecido como un conector estándar para aplicaciones de carga de alta potencia. Los receptáculos USB Tipo-C de solo alimentación de 60 W introducidos por Same Sky los convierten en una solución más rentable al eliminar los pines de transferencia de datos, siendo la mejor opción para diseños donde la carga o el suministro de energía es la única función.