USB Type-C 커넥터가 주류 전력 인터페이스로 자리 잡다

진화하는 USB 커넥터 표준

USB 커넥터는 1990년대 중반에 도입되었습니다. 처음에는 데이터 전송이 주요 기능이었습니다. 2.5 W/5 V 500 mA의 충전 기능을 가지고 있었습니다. 그 이후로 USB 커넥터는 크기, 형태, 데이터 전송 능력 및 전력 제약 측면에서 지속적으로 발전해왔습니다. 요즘에는 최신 물리적 표준이 Type-C입니다. 더 높은 대역폭, 양방향 및 가역성을 지원하는 것 외에도, 이 최신 버전은 이전 세대 제품보다 더 높은 전력 전송을 제공합니다.

USB 커넥터에는 물리적 커넥터, 데이터 전송 프로토콜, 전력 공급을 포함하여 세 가지 다른 관련 표준이 있습니다. USB Type-C 커넥터는 물리적 커넥터 표준을 따르며, 최대 240W의 전력 공급 표준을 충족하도록 설계되었습니다. 이는 USB 전력 응용 분야를 위한 새로운 기회 영역을 열어줍니다.

USB 전력 수준의 발전은 USB 2.0의 2.5 W/5 V 500 mA에서 USB 3.0/3.1의 4.5 W/5 V 900 mA, USB BC 1.2의 7.5 W/5 V 1.5 A, USB Type-C 1.2의 15 W/5 V 3 A, 그리고 최신 USB PD 3.0의 경우 100 W/20 V 5 A로 다양하며, 이는 현재 고전력 애플리케이션을 위한 주류 커넥터입니다. 최신 USB PD 3.1 표준은 전력 용량을 더욱 확대하여 최대 240 W/48 V 5 A로 증가시켰습니다.

진화하는 USB 커넥터 표준

표준 USB Type-C 커넥터는 총 24개의 핀을 포함하고 있으며, 여기에는 16개의 데이터 전송 핀, 4개의 전원 핀, 4개의 접지 핀이 포함됩니다. 최대 100W의 전력 용량을 제공하는 USB Type-C는 이제 높은 전력을 요구하는 많은 애플리케이션에 적합한 옵션으로 자리잡았으며, 데이터 전송이 필요하지 않은 경우에도 표준 DC 전원 커넥터를 대체할 수 있습니다.

USB를 전력 전달 방식으로 사용하는 가장 큰 이점은 표준화라는 점입니다. USB 커넥터는 어디에서나 사용 가능하며, Type-C로의 전환 과정에서 빠르게 대중화되고 있습니다. 현재 많은 새로운 휴대폰과 모바일 기기가 USB Type-C를 채택하고 있습니다. 또한, 유럽연합(EU)이 모든 기기의 충전 표준으로 Type-C 커넥터를 채택할 가능성이 점점 커지고 있으며, 이는 여러 다른 제품이 단일하고 범용적인 케이블 유형을 사용하도록 요구해 사용자에게 더 많은 편리함을 제공하고 최종 사용자에게 매우 매력적으로 다가갈 것입니다.

또한 OEM 관점에서 볼 때, 전원 전용 커넥터와 데이터 + 전원 커넥터를 포함하여 이러한 커넥터들은 안정적인 공급망을 통해 쉽게 찾을 수 있습니다. 표준화가 일정 수준의 상호 운용성을 보장하기 때문입니다. 이 표준은 또한 간편한 설계와 통합을 보장하며, Type-C는 많은 배럴 커넥터보다 훨씬 작은 면적을 차지합니다. 이뿐만 아니라 USB Type-C 커넥터는 최대 10,000번의 접속 사이클을 제공하는 견고한 특성을 지니고 있어 긴 사용 수명을 보장하며, 현재 커넥터 중 주류 선택으로 자리잡고 있습니다.

충전 또는 전원 공급을 위한 USB Type-C 커넥터만 사용하는 전력

위에서 언급한 USB Type-C 커넥터의 장점 덕분에 시장에 전원 전용 USB Type-C 리셉터클도 도입되었습니다. 이는 충전이나 전력 전달 설계에만 사용됩니다. 이 60W 전원 전용 USB Type-C 리셉터클에서는 16개의 데이터 전송 핀과 2개의 접지 핀이 제거되고, 단지 4개의 전원 핀과 2개의 접지 핀만 남게 됩니다.

커넥터 자체의 설계를 단순화하고 표준 24핀 대신 6핀만 사용함으로써 커넥터 비용이 현저히 줄어듭니다. 부품 비용 감소 외에도 대부분의 핀과 관련된 납땜 지점을 제거하여 복잡성과 고장률을 줄일 수 있습니다. 이러한 전원 전용 커넥터는 데이터를 전송할 수는 없지만, 여전히 데이터를 전송하고 전원을 공급할 수 있는 표준 USB Type-C 케이블과 함께 작동할 수 있으므로 최종 사용자가 제품과 상호작용할 때 추가 단계나 하드웨어를 필요로 하지 않습니다.

그러나 데이터 전송 핀이 제거되었으므로 USB 3.0 전력 협상 과정이 진행되지 않습니다. 이 경우 충전 기기는 USB 표준 전력 전송 속도인 5V 및 1A로 돌아갑니다. 다른 모든 애플리케이션에서는 커넥터가 일반적인 전원 잭처럼 작동하며, 충전은 어댑터/충전 회로에 의해 제어됩니다.

USB Type-C 커넥터는 다양한 상황에서 유용하지만, 전용 전원 옵션이 여전히 실용적인 해결책이 되는 경우가 있습니다. 예를 들어, 최대 제한이 240W인 경우, 더 높은 전력이 필요한 조건에서는 Type-C가 작동하지 않을 수 있습니다. 다른 경우에는 특정 설계 제한으로 인해 다른 풋프린트나 커넥터 크기가 필요할 수 있으며, USB Type-C 커넥터는 보다 맞춤화된 솔루션이 요구될 때 표준화된 풋프린트, 크기, 사양으로 인해 제한을 받을 수 있습니다.

USB 타입 C의 미래

USB Type-C 커넥터와 Power Delivery 표준은 전력 관리와 전송을 바라보는 새로운 방식을 열어주었습니다. 비록 모든 문제를 해결하는 해결책은 아니지만, 고출력 가능성과 글로벌 표준화는 다양한 제품에 훌륭한 선택이 되고 있습니다. 전력 전송만 필요할 경우, Same Sky의 전력 전용 USB Type-C 커넥터는 낮은 비용과 간소화된 설계 통합 때문에 엔지니어들에게 흥미로운 솔루션이 됩니다.

Same Sky의 UJC-HP-3-SMT-TR은 수평 표면 실장 패키지로 설계된 Type-C, 3A, 직각형, 6핀 USB Type-C 리셉터클로, 전원 전용 애플리케이션에 적합합니다. 이 제품의 전류 등급은 3A이며, 전압 등급은 20 Vdc입니다. 다른 제품인 UJC-VP-3-SMT-TR은 전원 전용 애플리케이션을 위해 설계된 수직 표면 실장 패키지의 6핀 USB Type-C 리셉터클로, 전류 등급은 3A이며 전압 등급은 20 Vdc입니다.

두 개의 USB Type-C 리셉터클은 데이터 전송 핀을 제거하여 비용 효율적인 솔루션을 제공하며, 충전 또는 전원 공급만이 유일한 기능인 설계에 적합합니다. 또한, 이러한 USB Type-C 리셉터클은 모든 표준 USB Type-C 플러그와 호환되며, 전원 전용 응용 프로그램을 위한 범용 Type-C 연결의 접근성과 간소화된 디자인을 통합하고, 리플로우 솔더링 및 테이프 & 릴 포장과 호환됩니다.

결론

수년간의 진화를 거쳐 USB 커넥터는 컴퓨터, 통신 및 소비자 전자 제품에서 널리 사용되는 커넥터가 되었으며, USB Type-C 커넥터는 고출력 충전 애플리케이션을 위한 표준화된 커넥터로 자리 잡았습니다. Same Sky에서 출시한 60W 전력 전용 USB Type-C 리셉터클은 데이터 전송 핀을 제거함으로써 보다 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이는 충전 또는 전원 공급이 유일한 기능인 설계에 최적의 선택이 될 것입니다.