安規資訊: USB(Type C) PD3.1輸出超LPS/PS2如何符合IEC 62368-1的要求?
USB Type-C介面已經被廣泛應用於各種手機、平板、電腦和顯示器等電子設備上。Type-C介面在資料傳輸、顯示輸出、快速充電等方面都有著出色的表現。快充方面,隨USB PD更新換代,新的USB PD3.1快充標準將支援最高48V的電壓輸出,充電功率同步提升至240W。
當USB PD從3.0進入到USB PD 3.1,從SPR(100W)@20Vmax.到EPR(240W)@48Vmax.後,安規以往要求的USB輸出須符合LPS/PS2之功率要求(≤100W) 也發生了變化,因為它的供電端在EPR模式下正常工作就遠大於100W。所以自USB PD3.1之後,USB不能再被視為一個有保障的“限功率電源”了,也就是說連接在後端的Powered Device(PD)需要有防火外殼的設計(除非只限工作在SPR模式),因為它的供電前端(PSE)為一動態變化電壓源,不再受限於100W以下。
這一技術發展演變將對安規的防火方面要求帶來一些矛盾與衝擊,為了應對這些問題,IECEE安全技術委員會IEC/TC 108發佈了新的決議108/832/INF,旨在滿足快速解決方案的需求,以降低EPR 模式下的火災風險。
專家們根據功能安全通信標準IEC 61784-3對USB PD協定的軟體評估,從以下八種常見的通信錯誤/故障模式進行分析:
Message corruption (訊息損毀)
Unintended repetition of a message (訊息意外重複)
Incorrect message sequence (訊息序列錯誤)
Message loss (訊息丟失)
Unacceptable delay of message (訊息延遲)
Message insertion (訊息插入)
Message masquerade (訊息偽裝)
Incorrect address (地址不符)
主要對通信(充電)協議內功能安全評估和驗證測試,確保EPR模式下供電能力以及為接收端提供充足的保護措施,防止發生故障和火災風險;還應確保當工作在非EPR模式下,電源輸出與接收之間的功率傳輸保持在 100 W 以下。
對於PD與PSE的設計/防火外殼等要求總結如下表:

關於近期USB type-C相關的熱門要求 – 本文提及的IECEE (TC 108/832/INF) Functional safety以及歐盟即將強制的Common Charger 指令的相關測試要求,BTL目前採用了USB-IF協會認可的測試設備(GRL-USB-PD-C2-EPR);可為廣大廠商提供完整的測試服務,並出具相關資質認可的測試報告,為客戶提供更加快捷的一站式解決平臺。