什么样的USB Type-C连接器值得选?本文告诉你

发布时间:

  根据市场研究机构ABI Research的预测,去年超过50%的智能手机和93%的笔记本电脑配置最新的USB Type-C接口。从目前的USB Type-C市场渗透率来看,实际情况大抵如此,甚至还会更为乐观,比如从我们自身的经验来讲,身边已经很少能看到不采用USB Type-C接口的安卓手机了。

  从USB-IF发布USB Type-C标准之日起,就毫不掩饰其希望通过这个新的接口“一统天下”的野心,因为USB Type-C在规格的定义上,几乎是招招直击原有电子产品外设接口的痛点,塑造了一个“全能型”的物理接口协议。这种“全能”体现在以下几个方面:

  USB Type-C支持最新的USB数据传输标准,可支持USB 3.1第2代协议利用一组数据通道以高达10Gbps的速率传输数据;而在USB3.2协议中,可通过控制两组10Gbps数据通道,实现高达20Gbps的传输速率。而且Thunderbolt 3.0也已宣布放弃自有物理接口标准,而采用USB Type-C,因此未来USB Type-C成为应用最为广泛的高速数据传输接口标准,应该是没有什么悬念的。

  USB Type-C能够完美地支持USB PD(USB Power Delivery)快充标准,最高承载100W的电能(20V/5A)。这主要得益于在USB Type-C的架构中,包含有四根VBUS线,具有更强的电流传输能力;同时,USB Type-C接口中还有两根专门用于充电协议通信的CC线,能够在充电时在充电和受电设备之间建立沟通机制,实现自适应的充电过程调整,让充电效率最大化。所以在便携设备的快充领域,基于USB Type-C接口的USB PD也是目前市场接受程度最高的快充协议。

  USB Type-C可以通过Alternate Mode实现4K以上高清影像传输。这个特性实际上使得USB Type-C可以替代DisplayPort、HDMI等专用A/V接口,在设备中只使用一个物理接口即可实现数据和视频的传输,进一步减少电子设备接口类型和数量。

  USB Type-C 0.83cm x 0.26cm的外形十分小巧,与我们熟悉的USB Type-A接口相比仅有其1/3;而且USB Type-C支持双面正反插,避免了盲插时“插不准”的烦恼,这无疑大大改善了用户体验。

  上述所有这些优势叠加在一起,让人们很容易对USB Type-C的市场前景做出两个判断:

  由于USB Type-C在性能上的提升和功能上的扩展,使其能够渗透到更广泛的应用领域,除了电脑外设和移动终端这两个USB的传统优势市场,在家电、汽车、工业、

  再有,凭借“全能型”的特质,USB Type-C在同一设备上取代其他接口,完成外设接口的“大一统”,也是一个明显的趋势。目前主流智能手机上就只一个USB Type-C接口,

  的MacBook电脑上也只保留了USB Type-C一种物理接口,这些产品设计上的优化都是很好的例证。

  也正因于此,USB Type-C的商用进程一直处于高速发展之中。按照HIS的估算,在2015年至2020年的五年中,USB Type-C出货量的平均年复合增长率高达231%,最终达到26亿左右。在这之后,随着电子设备总量的增加以及USB Type-C在不同应用领域渗透率的提升,USB Type-C的市场容量仍将维持在高位。

  这样的市场走势,对于连接器厂商来说自然是个好消息。但是如此美味的“市场蛋糕”是否能够吃到嘴,那就需要考验连接器厂商两个方面的能力了:一是技术实力,即是否能够快速设计开发出符合USB Type-C标准的产品;二是对市场的响应能力,即是否能够跟随市场的发展节奏,不断丰富自己的产品组合。

  如上文所述,由于USB Type-C的市场版图更大了,对于USB Type-C连接器相应地也会有更高的要求。这主要体现在以下几点:

  由于USB Type-C支持更高的传输速率、更大的功率,因此也就需要更可靠的连接,这就要求在电气和机械设计方面都要有针对性的优化。

  更紧凑的外形意味着USB Type-C内部组件和结构也会更“娇气”,一些避免连接器在使用中遭受损坏的措施自然少不了。

  市场的扩大,应用的不同,也就带来了USB Type-C连接器产品形态的多样化——有的USB Type-C连接器只需要单纯的供电功能,有的则需要同时支持数据和功率的传输;有的连接器需要支持USB 3.1的超高速率,而有的只需满足USB 2.0标准即可;有的应用对连接器的防水防尘有特殊的要求,而有的对此并不敏感……这些多样化的需求,也就需要更加多样化的产品来支持。

  此外,为了满足不同应用和不同PCB装配工艺的要求,USB Type-C连接器产品还要能够提供不同配置,除了标准型的产品,紧凑型、低中心线的沉板型、直立型、侧立型等特殊配置类型的产品也需要在产品的规划蓝图中有所考虑。

  如何满足上面这些USB Type-C连接器的设计要求?领先的连接器厂商已经给出了答案。比如Molex就针对各种应用场景,提供了丰富的USB Type-C连接器和线缆组件,并且在产品的很多设计细节上,可以讲是独具匠心。

  支持高至5.0A的电流传输:与额定电流为1.8A的micro-USB接口相比,可令电池充电时间减少64%。

  插座中采用“舌形”中间板连接器设计:确保高可靠性,防止连接器误用造成损坏。

  高温尼龙插入式成型(insert-mold)插座壳体:提高连接的机械强度,强度,减少中间板和端子之间潜在的短路风险。

  作为USB Type-C互连方案中不可或缺的一部分,配套电缆组件也有不少可圈可点的地方:

  通过以上的连接器插座、插头和电缆组件特性,我们可以看到通过全方位的优化,Molex的连接器方案可以完美地支持UWB Type-C标准的要求,并在可靠性和耐用性方面有更进一步地考虑。

  除此之外,为了适应USB Type-C多样化的应用场景,Molex对于USB Type-C连接器产品也进行了细致的分类,分为入门级、进阶级和专业级三种产品大类,具体的区别见表1:

  在选型时,用户只需掌握以下这些基本原则,就可以从Molex丰富的产品线中快速找到最合适的产品:

  如果只需传输电源时,可以选择入门级的产品,且可根据电流承载能力选择不同针脚数(包括6pos和14pos)的连接器。

  当如果同时需要传输电源和信号时,建议选择进阶级的产品,根据信号速率的不同要求选择不同针脚数(包括16pos和24pos)的连接器。

  如果同时需要传输电源和信号,而信号速率要达到40Gbps时,可选择24pos专业级的产品。同时在专业级的产品中,Molex还提供防水防尘级别高达IPX8的连接器。

  根据应用场合及PCB装配方式的不同,Molex也在不断丰富自己的USB Type-C产品组合,推出了板上型、沉板型、直立型、侧立型等各种不同配置的产品,让用户在产品选型时不必东奔西走,一站式满足各式各样的设计需求。而且在每一种产品配置中,Molex也都做了特殊的优化,这从图4展示的直立型USB Type-C插座的设计中,就可见一斑。

  由此可见,面对持续高速增长的USB Type-C市场,Molex无论是在产品的品质还是产品组合的丰富性上,都已经做足了准备,而且从Molex的2021年新品发布计划中可以看出,其步伐明显在加快。共享经济“衣小幂”运营公司因涉嫌传销