PanSci 泛科學 09月12日
USB Type-C 統一趨勢:歐盟規範與確保產品合規
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USB Type-C 正迅速成為全球通用的充電和供電標準,歐盟已於 2024 年底立法強制 12 類電子產品統一使用 Type-C 接口,並要求符合 IEC 62680 系列規範。從消費者便攜性、製造商成本節約,到環保效益,Type-C 的普及已成世界共識。USB-IF 協會推出「USB-IF Conformity to IEC 62680」測試計畫,涵蓋 Type-C 線材連接器與 USB Power Delivery (PD) 快充標準,協助廠商確保產品符合最新規範,避免市場進入障礙。

🔌 **全球標準化趨勢**:USB Type-C 正從單純的傳輸接口演變為全球通用的供電標準,適用於手機、筆電、電動工具乃至家用電器等廣泛產品。歐盟已立法強制多類電子產品統一採用 Type-C,且 Apple、Samsung 等國際大廠早已領先導入,顯示其已是不可逆轉的全球趨勢與世界共識。

💡 **法規合規與測試計畫**:為因應歐盟及全球市場需求,USB-IF 協會推出了「USB-IF Conformity to IEC 62680」測試計畫。此計畫旨在協助廠商確保其產品符合 IEC 62680-1-3(Type-C 線材與連接器規範)及 IEC 62680-1-2(USB Power Delivery 快速充電標準),以順利進入各國市場。

✅ **關鍵測試項目解讀**:該測試計畫包含三大重點:USB Type-C 功能測試(涵蓋 UPF/DFP、DRP、USB PD)、USB 電力傳送合規性測試(確保符合 USB Power Delivery 3.1 規範,包含電壓、電流、電力要求及不同模式功能)以及 USB 電源測試(驗證電源供應端功能,如負載測試、過電流保護、多 Port 電力分配等),旨在全面確保產品的穩定性與安全性。

🛠️ **實際案例與除錯支持**:宜特訊號測試實驗室透過符合 USB-IF 規範的儀器,提供實際案例分析,協助客戶解決因規範變動或測試中的 Vbus 電壓過低等問題。透過精確的資訊紀錄與工程師的專業協助,縮短客戶的除錯時間,助力其順利取得認證。

本文轉載自宜特小學堂〈USB Type-C 將強制一統天下 如何確保產品符合歐盟最新規範?〉,如果您對半導體產業新知有興趣,歡迎按下右邊的追蹤,就不會錯過宜特科技的最新文章!

USB Type-C,正快速從「傳輸孔」變身為全球通用的供電標準。從手機、筆電到咖啡加熱器,越來越多裝置全面轉向 Type-C 接口。歐盟雖已在 2024 年底立法強制 12 類電子產品統一使用 Type-C,但事實上 Apple、Samsung、Google、Huawei 等國際大廠早已領先導入。如今 Type-C 不只是趨勢,而是世界共識。那你的產品,準備好通過 USB-IF 最新的 IEC 62680 規範了嗎?

曾經是資料傳輸的標配介面,USB Type-C 如今正搖身一變,成為全球電子設備的通用供電標準。根據 Mordor Intelligence 預測,USB Type-C 市場規模將從 2025 年突破 400 億美元,2030 年更將成長至近 820 億美元,應用場景涵蓋手機、筆電、耳機、電動工具,甚至咖啡加熱器與家用電器。

這波趨勢早已不限於歐盟。雖然歐盟已自 2024 年底強制 12 類電子產品統一採用 USB Type-C 充電介面,並要求符合 IEC 62680 系列規範,但全球主流品牌如 Apple、Samsung、Google、Huawei 等早已率先導入 Type-C,顯示這已是業界自發採用的進行式。連 USB-IF(USB 開發協會)也坦言,原本沒預期 Type-C 會成為世界級的供電標準,但市場需求推動下,這場革命已無法擋。

一、為什麼全世界都在用 USB Type-C?三大族群一次看懂

對消費者來說,改用USB Type-C後出門不再需要帶一堆充電器,一條線即可搞定所有裝置:手機、平板、耳機、筆電、遊戲機共用一種接頭高度相容,插頭還可正反插,使用更簡單。亦無需擔心電壓差異,USB Type-C還支援 PD 快充,最高功率可達 240W(USB PD 3.2)。

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對製造商來說:Type-C 標準連接器「幾乎免費」,不再需要客製化開模生產商品接口,只要從市場遍布的Type C供應商大規模採購,成本大幅降低之外,裝置統一設計,免去針對不同市場開發多種充電規格,國際規範也可以一次搞定。

對地球環境來說:統一使用USB Type-C且廠商「不附充電器」的銷售模式,不但可減少電子垃圾,亦可減少重複購買與浪費。

二、USB Type-C 普及化,USB-IF 最新動態為何?

為協助廠商快速因應歐盟與各地市場需求,USB-IF (USB Implementers Forum,簡稱USB-IF) 協會於 2024 年 8 月正式推出「USB-IF Conformity to IEC 62680」測試計畫,協助廠商確保裝置符合:

根據這一指令,所有相關設備需配備符合 IEC 62680-1-3:2021 (USB Type-C® Cable and Connector Specification) 標準的 Type-C 電線進行充電。此外,對於充電電壓超過5伏特、電流超過3安培或功率超過15瓦的設備,則須符合 IEC 62680-1-2:2021 (USB Power Delivery specification) 標準,以確保這些設備能夠快速充電,並能在各種充電環境中保持高效運行。

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本篇文章同步收錄由 iST 宜特科技訊號實驗室執行的真實驗證案例,透過高速訊號模擬與電性測試,協助客戶符合最新 USB-IF / IEC 標準。從設計建議、測試平台建置到初期 debug 與驗證服務,幫助您從開發初期就為全球市場做好準備。

三、Conformity to IEC 62680測試規範解讀

歐盟Directive (EU) 2022/2380 指令的宣告,意在補充 RED ( Radio Equipment Directive) 2014/53/EU 的 3.3(a) 條款中針對通用充電接口的具體要求,確保13類可充電無線設備統一採用 USB Type-C 充電接口。宜特訊號測試實驗室為您解讀以下符合 Conformity to IEC 62680 規範的三大測試項目。

(一)USB Type-C 功能測試規範(USB Type-C Functional Test Specification):

此測試項目主要是檢查 USB Type-C 裝置是否符合 USB Type-C 規範要求。測試內容涵蓋多種不同的 USB Type-C 操作模式,包括:

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    UPF/DFP(Upstream Facing Port / Downstream Facing Port):測試設備在擔任 Host 或 Device 角色時的功能和相容性。DRP(Dual Role Port):檢查設備是否能在 Host 或 Device 角色間切換。USB Power Delivery (PD):確保設備能夠正確支持 USB Power Delivery SPR (Standard Power Range/標準功率範圍,簡稱SPR) 或 EPR (Extended Power Range/擴展功率範圍,簡稱EPR),管理電力交換和通信。

這些測試的目標是確保 USB Type-C 裝置能在不同設備間正確運作,並且符合電氣和計時要求,以建立穩定的功能連接。

(二)USB 電力傳送合規性測試規範(Power Delivery Compliance Test Specification:

這部分的測試是確保 USB Type-C 裝置符合 USB Power Delivery 3.1 的規範要求,如果產品支援 Power Delivery,就需要執行這項測試,具體包括:

    電壓、電流、電力的要求:檢查設備是否符合 USB Power Delivery (PD) 規範中定義的不同電壓與電流的要求。不同模式下的功能測試:特別是在 PD2 Mode 和 PD3 Mode 下,測試設備的功能和向下相容性,確保設備能夠在不同的 PD 模式中正確運作。

這些測試旨在確保 USB Type-C 裝置在提供電力時,能夠滿足規範要求,從而確保設備在實際使用中的安全性和穩定性。

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(三)USB 電源測試規範(Source Power Test Specification):

這些測試是用來驗證 USB Type-C 接口作為電源供應端時的各項功能。如果產品具備Source Power能力,就需要執行以下測試,測試內容包括:

    負載測試 (Load Test):檢查設備在不同負載下的電壓和電流變化。USB Power Delivery 電壓和電流轉換:確保設備能夠根據不同需求進行電壓和電流的轉換,並符合 USB PD 規範。過電流保護 (Over Current Protection,簡稱OCP):檢查設備在過電流情況下是否能夠啟動保護機制,防止損壞。Multi-Port 裝置的電力分配和管理:對於具有多個 Type-C Port 的設備,測試其在多個 Port 同時使用時的電力分配和管理功能。PPS電壓與限電流測試PPS(Programmable Power Supply/可編程電源供應,簡稱PPS)的測試目的主要是評估裝置在動態調整充電電壓和電流時,是否符合USB Power Delivery(PD)規範。具體來說,這些測試會檢驗裝置是否能夠根據PD協議中定義的功率配置,正確地逐步調整電壓並限制電流,如果產品支援PPS,就需要執行這項測試。

這些測試的目的是確保 USB Type-C 電源在實際使用中能夠安全、穩定、可靠地提供所需的電力,並且在多 Port 裝置的情況下,各個 Port 之間的電力分配和管理也符合規範要求。

四、實際案例分享

宜特訊號測試實驗室透過符合 USB-IF 規範的測試儀器進行測試,並擷取過程中未通過的資訊,提供給客戶進行除錯(debug),幫助客戶最終取得相關證書。以下將分享兩個案例: 

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(一)案例一 : 合規測試規範變動導致測試誤判的問題排查

在產品測試過程中,可能因為合規測試規範(Compliance Test Specification,簡稱CTS)更動或是尚未定義,造成測試儀器誤判而未能通過測試。透過側錄的資訊 (Trace or Log) 檢查未通過的結果與 CTS 似乎有衝突,宜特訊號測試實驗室將此現象反應給儀器商進行討論,確認出真正的問題之外,亦會在每週和 USB-IF 協會的線上會議確認是否有類似問題已被提出工程變更請求(Engineering Change Request,簡稱ECR),未來是否有機會修正為工程變更通知 (Engineering Change Notice,簡稱ECN),並進而修訂CTS,減少客戶 debug 時間。

(二)案例二 : 負載測試中 Vbus 電壓過低問題的分析與解決

進行負載測試時 (Load Test),Vbus 過低且未在規範要求的時間內恢復到合適的電壓範圍,如圖一,若 Vbus 低於 4.75V (VSrcNew(min)) 且未能在 tSrcTransient 內拉回至 4.75V 以上。儀器就會判定產品未能通過負載測試,這種情況可能導致裝置無法正常工作。遇到這樣的情形,宜特訊號測試工程師會說明規範,讓客戶了解未通過的原因,協助客戶對症下藥,縮短 debug 時間。

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