标签: USB PD

E-Bike的应用环境与客户需求 电动自行车(e-bike)近年来在全球掀起一股热潮，它不仅是个人通勤的绿色选择，同时也是许多城市交通规划的重要一环。而其中的电动自行车控制器便是其核心组件之一，除了负责控制马达的输出功率、速度等，更可显示充电状态、速度、骑乘模式、距离、行程与总距离等信息。除此之外，进阶的电动自行车控制器甚至还能显示变速建议、eShift自动换文件等延伸功能。 随着电动自行车市场的蓬勃发展，控制器技术也不断地与时俱进，电动自行车控制器的发展趋势主要如下： 多功能和智能化： 现代e-bike控制器通常要求具备多种功能，例如为了因应在不同的骑乘地点(都市、旅游、爬山等)都能达到自动、手动换档需求的eShift 变速方案便是为此所生，或是与智能型手机、其他设备的连接（如蓝牙控制、APP远程控制）等，除此之外，甚至还延伸出可透过e-bike控制器进行手机充电的额外功能。这些功能不仅提升了用户体验，无形中也增加了产品竞争力与附加价值。 可靠性和耐用性： 若要让电动自行车在各种气候和路况条件下皆能正常地运行，e-bike控制器在市场上的应用就必须具备高度的可靠性和耐用性。这其中包含抗湿潮、抗震动、防尘等设计要求，以确保控制器的长寿命和稳定性。 合规性和安全标准： e-bike控制器必须符合当地及国际的安全标准和法规要求，这些标准包括对USB PD、过电流保护、过电压保护等技术要求。产品必须经过认证和测试，以确保用户使用上的安全性与可靠性。 总括来说，e-bike控制器的市场应用需求不仅涵盖基本性能和可靠性要求，更包括多功能性、智能化和安全合规性等多重面向，而这些验证细节都将会是影响产品竞争力和市场接受度的重要因素。 存放在货架上的电动自行车控制器 实测案例分享 以本次分享的客户个案为例，客户是汽车和工业技术等领域的多元化技术企业。为了大幅提升用户体验，该客户于日前开发了一款创新的e-bike控制器，更 首次整合了USB Type-C接口和Power Delivery(PD)功能 。然而始料未及的是，此次的重大技术升级却为他们带来了前所未见的挑战： 挑战一：技术整合的复杂性 USB Type-C和PD技术的引入大大增加了产品的复杂度。由于该客户团队缺乏这些新技术的实务经验，因此在整合过程中遇到了诸多技术难题。 挑战二：专业知识缺口 公司内部缺乏USB Type-C和PD技术的专家，实难针对开发过程中出现的各种问题做出有效因应。进而导致开发进度延迟，且无法确保产品质量。 挑战三：测试验证的困境 测试规划不足：由于对新技术规格的了解有限，客户难以制定全面的测试计划，无法有效识别潜在风险。 电源管理挑战：PD充电协议的引入使电源管理变得极为复杂，客户难以确保系统在各种充电条件下的安全性和稳定性。 兼容性问题：Type-C和PD规格的组合需要进行大量兼容性测试，但客户缺乏相关经验与测试设备。 实际应用模拟：缺乏仿真真实骑乘环境的专业设备与知识，想要执行全面的实际应用测试可说是难上加难。 挑战四：产品设计不良的潜在风险 由于新技术整合的高复杂性和测试验证的困难，一旦产品设计不良就可能导致控制器过热、过载，甚至烧毁。这不仅影响产品的安全性，也可能对用户造成潜在危害。 挑战五：测试资源的限制 新技术的引入需要大量的专业设备和工具，但由于客户在资源上的限制，因此难以迅速配置所需的测试环境。 挑战六：产品上市的时间压力 由于市场竞争激烈，客户面临着尽快将产品推向市场的压力，然而技术难题和验证挑战却严重拖累了开发进度。 上述这些挑战不仅影响了产品的开发进度，也连带威胁到产品的质量和可靠性。在充分意识到唯有寻求专业的外部支持才能克服这些障碍后，该客户选择与百佳泰合作，希望能够透过我们在USB Type-C和PD技术方面的专业知识和丰富经验，来协助他们解决这些棘手问题。 解决方案 透过与百佳泰合作，可以有效地提升e-bike控制器测试计划的全面性、准确性和效率，我们提供的综合解决方案如下： 设计审查与优化 PD设计审查：由资深工程师对客户的Power Delivery设计进行全面审查，确保设计符合PD规范，并提供优化建议。 电源管理评估：评估电源管理设计在各种PD场景下的表现，提出改进建议，以提高效率和稳定性。 Type-C接口设计评估：针对Type-C接口的设计审查与评估，确保信号完整性和功能正确性。 客制化测试规划与咨询 量身定制测试方案：根据e-bike控制器的特性和客户需求，制定全面的测试规范，涵盖所有关键功能和性能指针。 标准合规性评估：协助客户确认产品是否符合USB-IF、PD等国际标准和行业规范。 风险识别与缓解策略：进行深入的风险评估，提供有效的验证策略以降低潜在风险。 全面测试执行 USB和PD核心功能测试：验证系统是否符合USB和PD规范，包括信号质量、充电功能、电压和电流要求等。 广泛兼容性测试：确保e-bike控制器与各种行动智能型设备的兼容性。 实境模拟测试：模拟各种骑行环境和使用场景，确保产品在实际使用条件下的可靠性和性能。 专业测试环境支持 先进测试实验室：提供符合国际标准的专业测试设施，配备先进的测试设备。 环境模拟能力：使用温湿度箱、振动台等设备，模拟各种极端环境条件。 深度数据分析与问题解决 专业测试团队：由经验丰富的工程师执行测试，确保结果准确可靠。 全面数据分析：提供详细的测试报告，包括深入的数据分析、可视化图表和改进建议。 问题根因分析：对发现的问题进行深入诊断，找出根本原因。 优化建议：基于分析结果，提供具体的设计优化和问题解决方案。 持续性的技术支持 技术咨询：持续性的提供技术支持，客户在开发和测试过程中遇到的各种问题提供相关建议与解答。 百佳泰不仅帮助该客户克服当前所面临的USB Type-C和PD技术整合的重重挑战，更显著提升了产品的整体质量，确保其e-bike控制器在产品功能性、可靠性和用户体验等各方面均达到行业领先标准，树立了质量新标竿。

USB作为消费性电子产品应用最广泛的技术，自推出以来，其快速、方便、可靠的数据传输及充电的应用使其成为现代科技生活中不可或缺的一环。USB技术不断演进与升级，从最初的USB 1.0版至现在的USB 3.0和USB 3.1，甚至USB4标准，每一代USB技术的更新都为用户带来更快速、更高效的数据传输体验。而USB连接器也不断地演进，从最初的标准USB Type-A连接器，到后来的Micro-USB和Mini-USB，再到现今普遍使用的USB Type-C连接器，每一个阶段都代表着技术的进步和用户需求的变迁。 USB普及率相当高，因此许多人时常会听到USB发生各式各样的问题，最近iPhone 15上市并采用Type-C连接器，让充电过热或烧毁的话题再次引发广大的讨论。 充电过热的原因非常多种，从最底层的角度来探讨，连接器本身的设计及材质为根本的原因之一。 产品设计不良，导致重大损失！ 当连接器产设计不良时，就有可能导致产品或是线缆温度不断上升的问题。随着温度持续上升，轻则导致数据传输不稳或是无法持续对装置进行充电，重则装置损毁，连带赔上重要数据而无法恢复，更严重则可能引起失火而造成财损和人损的风险！，这些对消费者而言必定是无法接受的重大损失。 针对是否是连接器或是线缆所造成的温升影响，按照协会规范来制作且质量佳的T-Rise Board来进行连接器外壳或是线缆的温升量测，配合Power Supply以及Electronic Load，以协会的规范来判断连接器外壳或是Cable是否符合温升测试标准，避免上述潜在风险的发生。

百佳泰特为您整理6月各大Logo的最新规格信息。本月有更新资讯的规格有：AdaptiveSync、USB Type-C/Power Delivery、Intel EVO (Project Athena) IAT Test、Matter。 1. AdaptiveSync VESA于5月推出了AdaptiveSync CTS 1.1 Allion现在开始提供CTS 1.1认证服务 2.USB Type-C/Power Delivery 百佳泰于2023年6月9日获得USB-IF授权, 取得USB Power Delivery EPR认证资格。 实施EPR的产品必须针对4种测试设备中的2种进行测试。如果使用Ellisys，则必须使用另一个测试设备来测试CTS的PHY和POW部分。 请注意以下限制： 目前可以取证的USB Power Delivery EPR产品种类尚有限制, USB-IF要求认证产品只能够有一个USB Type-C® port为EPR capable source port。 详情请参考： 百佳泰解读USB PD重点更新 3. Intel EVO (Project Athena) IAT Test IAT v4 for MTL platform test已经准备就绪。但建议从QS sample中获得EVO认证。 4.Matter Matter 1.1 Specification于2023年5月18日正式发布 为针对开发者和设备的增强功能。 增强对多种智能家居产品适用的设备类别—Intermittently Connected Devices(ICDs)的支持。有时称为“休眠设备”，这些通常是电池供电设备，如接触、运动和温度传感器以及门锁和开关，需要节省电力以实现最佳运行和使用寿命。

百佳泰于 2023 年 6 月 9 日获得 USB-IF 协会授权，正式取得 USB Power Delivery EPR 认证资格 。 相关认证要求的测试项目以及测试设备如下： 目前可取证的USB Power Delivery EPR产品种类尚有限制， USB-IF 要求认证产品只能够有一个 USB Type-C® port 为 EPR capable source port 。以下两项目前无法取证的产品为例： 产品上除了有EPR capable source port也有EPR capable sink port 产品上除了有EPR capable source port也有SPR capable source port 除了上述限制外，另一点须留意的是： 因为 EPR 的 AVS 为必需要支持的功能 , 所以不允许不支持 AVS 的 EPR capable source port 取证 。 最新 USB-IF compliance updates 如下： ㊀ Deprecation of EHCI Testing. USB2CV and EHCI IOP ㊁ Decrease to One Test Equipment Solution for SPR Products 注意事项： EX-350只支持Protocol相关测项, 故需要另外用其他设备补测Physical & Power相关测项 ㊂ The USB-IF has recently confirmed that the RFI tests will not be applicable to hubs for the time being 注意事项： The temporary waiver can be granted by USB-IF until February, Y2024 ㊃ FRS & USB4 should be run in the latest USB Power Delivery CTS for informational purpose ㊄ TEST.PD.PROT.ALL3.8 in the latest USB Power Delivery CTS 注意事项： Respond with the correct revision: Pass Respond with Not Supported: Temporary Waiver Respond with nothing: Fail ㊅ COMMON.CHECK.PD.9 in the latest USB Power Delivery CTS PD CTS update 详细信息： PD Spec. update 详细信息： 注意事项： The CTS will always be testing against the most current version of the base CTS. Any failures relating to previous versions will go through the waiver process ㊆ Define Vbus slew rate measurements in the latest USB Power Delivery CTS 详细信息： ◈ Affected Test item ➱ PD.PS.SRC.1 Multiple Request Load Test ➱ PD.PS.SRC.2 PDO Transitions ➱ PD.PS.SNK.3 Multiple Request Load Test Post PR Swap ◈ Vbus slew rate measurements (Appendix E) ➱ Turn all filtering and sample averaging off and work only with the raw signal samples ➱ Collect data samples with rate at least 20uS/Sample ➱ Start collecting signal samples after receiving Accept Message and before sending the last bit of GoodCRC Message. Record the Voltage Level as V1 ➱ Stop collecting signal samples upon receiving PS_RDY Message. Record the Voltage Level as V2. – Calculate the difference ΔV = |V2 – V1| ➱ If ΔV < 3.5V, the slew rate measurement could not be accurately calculated, and the measurement disregarded. ➱ V1) or getting below V2 + 0.9*ΔV + for the Negative Transitions (V2< V1) and corresponding sample number Sn_A from the last bit of GoodCRC– point A ➱ Find the first sample that exceeds V1 + 0.9* ΔV + for the Positive Transitions or getting below V2 + 0.1*ΔV + for the Negative Transitions and corresponding sample number Sn_B from the last bit of GoodCRC – point B ➱ Find SR = (Vpoint_B – Vpoint_A)/(Sn_B – Sn_A)*R ㊇ Remove the monotonicity requirement 详细信息： Affected Test item SPT.1 Load Test in USB Type-C and PD Source Power Requirements CTS If USB-IF QuadraMax reports the monotonicity issue, the vendors can ignore it and no waiver is required ㊈ Update to PPS Requirements 详细信息： Affected Test item SPT.6 PPS Voltage Step Test in USB Type-C and PD Source Power Requirements CTS If USB-IF QuadraMax reports the min voltage issue (3.3V), the vendors can request a wavier USB Type-C®and USB-C® are registered trademarks of USB Implementers Forum.

2020年开始，突如其来的一场COVID-19全球化疫情，让多数人不得不选择避免外出，应运而生的远距教学及居家办公需求，不仅结构性地改变了人们的生活作息与使用习惯。同时也连带使得消费者对移动电源的需求大幅降低，市场销售量也开始停滞不前。 然而随着疫苗问世，有效降低了重症风险，再加上COVID-19后续变异株的轻症化，也正式宣告「后疫情时代」的来临。恢复正常上班上课、报复性旅游解封、餐厅内用拍照打卡，以及通勤中的追剧打Game杀时间等生活日常一一回归。为避免手机或是随身的3C产品无电可用，绝大多数的消费者在外出时总会佩带着各式各样的 「充电神器」 ，这也让移动电源产品的需求性逐渐回升。 移动电源经过了两年的市场停滞期，除了需求增加，部分使用者也开始准备移动电源的汰旧换新。有道是「货比三家不吃亏」，在挑选移动电源产品时，有些功能规格上的技术关键还是必需先行了解，以下且看百佳泰根据多年协助ODM以及品牌客户所累积的丰富测试经验，精心为您收集的 6大选择要点 ： 选择要点1：安全保护 大多数品牌销售的移动电源，都需要有安规认证才能销售，例如： BSMI(台湾商品检验) 、CE(欧洲合格认证)、FCC(美国联邦通信委员会)…等视销售当地法规而定 。另外部分厂商会宣告自家产品的安全保护设计，一般有过充放保护，过电压电流保护，短路或高温保护，也有产品会选择提供额外的产品意外保险，或是第三方实验室检测报告。建议消费者在挑选移动电源产品时可留意有无此类的安全保护规范。 为维护消费者权益，大多数的移动电源都会有安规认证和使用注意事项。 选择要点2：容量体积 为应付长时间外出的耗电所需，移动电源的 「电池容量」 绝对不可或缺。此外，考虑随身携带的方便性，体积外观的轻薄短小也是消费者在选择时的重点之一。一般移动电源标示的电池容量规格为 5000mAh~36800mAh(甚至更高) ，至于容量要选大还是选小，主要还是看消费者实际上的使用需求而定。移动电源一般在使用上以手机充电为主，笔电及其他充电需求为辅。为兼顾了大电量及小体积等综合性需求，目前市场主流的移动电源容量为 10000~20000mAh 。 一般产品外盒或是本体上都会标示电池容量/额定容量，例如一个10000mAh /3.7V的电池，在5V输出的额定容量基本是10000mAh x 3.7V/5V=7400mAh 再乘上损耗率，因此厂商会在5V/1A的额定容量市售标示约莫会落在6000~7000mAh，但这仅是厂商在实验室中的量测数据，有鉴于最终消费者在使用时还会有损耗，所以部份厂商多会以「实际手机充满电次数」来宣传电量。 另外为了方便携带，移动电源的轻薄化势在必行，部分产品还额外支持了 Qi或MagSafe无线磁吸充电 ，为了达到可以吸附在手机上的产品设计初衷，同时也避免增加太大负担，容量大多都设计在 4000mAh 上下。 MagSafe可直接与手机合而为一，提供使用者不同以往的无线磁吸充电体验。(图片出处：Apple 台湾) 选择要点3：端口规格 充电埠也是十分重要的一环，移动电源又有输入及输出两种模式，早期较多的是 USB micro -B 输入， USB Type-A 输出，后来加上了 USB Type-C®/ Lightning 转接头后也适用了大多数消费者。 近期大多移动电源都是 USB Type-C® 同埠可做输入及输出，也有部分自带插头/自带充电线或是内建无线充电等等，甚至有多埠输出可以同时充电，满足使用者一次充多个装置的使用需求。不过由于部分移动电源多埠的供电能力是共享的，其总输出则是固定的，因此消费者在选择充电技术及能力时，得多加细看厂商的规格说明。 选择要点4：充电技术 在现今多功能智能手机及高画质影音需求下，移动装置的耗电量也随之增加。出门在外，能够随时随地充电的移动电源就越显重要。为了缩短充电时间，各种版本的快速充电技术也应用在移动电源上。然而，快速充电技术唯有在移动电源/充电缆线/手机或其他移动装置都支持的情况下，才能尽情地发挥其快充效能。目前市场上主流的移动电源，大多双向支持QC 2.0/3.0，部分支持到QC 4.0，也有支持PD 2.0或3.0 100W的可以提供支持产品充电。建议消费者在选择的时候，不妨先检视需求装置可支持的充电技术，再行评估欲选购的移动电源规格。 选择要点5：可应用装置 移动电源，顾名思义就是供使用者外出携带的电源供应装置，主要常见的应用装置包含智能型手机、平板、无线耳机的外出充电使用，再加上还有部分支持笔记本电脑USB PD的快速充电技术。此外，市售的移动电源产品甚至还能支持到PD 3.1 140W的充电，几乎可以应付所有USB供电接口的移动产品。(小编按：前提是装置需要支持相对应的快充版本，同时线材也需要支持相对应电流及e-Mark识别芯片) 移动电源产品日新月异，已有支持最大140W 双向快速充电的产品推出。(图片出处:Anker) 选择要点6：兼容性 USB充电已经运行已久，在无法预期和确定消费者会应用于何种的装置组合，因此在选择移动电源时，其与各种装置与充电规格的兼容性也非常值得参考。为因应智能型产品的高耗电需求，厂商们各自导入不同版本的快充技术。即便是使用同样规范的QC或是PD快充，但版本也会随着时间而不断进化，另外也有同时支持两种以上快充技术的智能型产品，因此在充电模式与移动电源的沟通上，难免存在着各种兼容性问题，或是无法达到消费者所期望的充电速度，因此移动电源厂商若能提出兼容性清单或是第三方实验室测试报告，相信更有助获得消费者的信任。 该移动电源提供可支持的手机品牌/型号的兼容性清单。(图片出处：Amazon.com) 除此之外，大多数的移动电源并未随附充电器，因此兼容性除了被充电产品，也需要考虑到充电器，或是消费者可能连接供电的设备和线缆。使用经过认证测试过的线缆，可提供更加稳定、更高效率的电流传输。 移动电源都是即插即用吗？ 由于快充技术多元版本也不一，加上USB埠数设计的不同组合，还有各家厂商设计考虑等，当众多消费者需求差异，以及习惯用途、用户行为及连接装置种类等因素交错下，难免会有当初在设计时忽略的小地方，导致在某些用户行为模式下，可能发生移动电源无法表现出宣告的能力，或是在特定组合下的充电器/缆线/移动装置也有可能产生各种兼容性问题，进而产生负面的使用体验。 以下是一些常见的使用者回馈： 实际使用问题案例： 案例一： 在使用者充电中查看移动电源电量后，移动电源无法启动快充，并降载至一般充电，即使插拔缆线也无法重置，需移动电源被充电或是关机10分钟以上后连接才能启动快充。此功能性设计问题发生在USB Type-C® PD或是QC支持快充设备。 案例二： 手机充电时会断断续续的兼容性问题，更换移动电源可正常充电。 测试时Allion的电源量测模块监控整个充电过程，观察到电压电流产生断断续续的情形。 案例三： 于充电过程中，将移动电源端缆线插拔后，发生充电中断的兼容性问题。 案例四： 移动电源为笔电充电时，将笔电充电器接上移动电源同时充电，但移除笔电充电器后，移动电源同时停止为笔电充电。 Step 1：移动电源USB Type-C®接上笔电，显示充电图标。 Step 2：将笔电充电器接上移动电源同时充电，移动电源与笔电皆正常充电。 Step 3：将笔电充电器从移动电源上移除，笔电同时停止充电。 案例五： 在使用者同时为笔电与手机充电中，长按移动电源的电源键查看电量后，手机继续充电，但移动电源无法为笔电充电。这种用户行为模式属于经常使用，但却是设计上容易被忽略的问题。 Step 1：移动电源同时接上手机以及笔电，手机与笔电皆显示充电中。 Step 2：长按移动电源的电源键查看电量后，手机继续充电，但笔电却停止充电。 从以上的实测案例中我们可以看到，移动电源在使用上还是存在着许多潜在性的问题，可以进行相关测试，在产品上市前解决问题，避免消费者使用上的观感不佳。