USB-C 連接器一把罩

我前一支 Android 手機的底部有 micro-USB 連接器,可用於充電和傳輸資料。就是那種 D 形連接器,即使調整好方向,纜線插頭也似乎永遠都無法正確插入。眾所皆知,插頭通常要翻轉個兩三次才會順利插進去。如果想在睡前且已經熄燈的情況下替手機充電,就更有趣了。自尊心作祟下,你想這次能插好,而且也許你真的做到了,洋洋得意的同時卻也有種莫名奇妙的感受。但往往最後還是要開燈,瞇著眼好好將插頭插進插孔,心中隱約感到挫敗,因為無法摸黑將插頭插好。據說,摸黑下的失敗率是 20% (我聽說大概是這樣),但這安慰不了人。成功率雖然有 80%,但我們生來就是會執著於那 20% 的失敗率。

總之,新款的 Android 手機會發出卡嗒聲,讓人安心得知插頭已插好。手機之後還會發出警示音,提醒已開始充電 (我的手機會發出《星際爭霸戰》的艦橋音效),讓人確信連接器已經接好。

不過,如果你的手機和我的一樣已使用多年,底部帶有五個觸點的小型配接舌簧,已日漸推壓或磨損到再也無法正確固定在插入的插頭上。除此之外,還有所謂的觸點微動魔咒,到頭來必須將插頭傾斜朝上才能接得牢 (你懂我的意思),也許還得用桌上某個適當大小的工具,將插頭撬起。觸點能否一直接得牢,還要看運氣。倒楣的話,手機常常連上後又會斷開,彷彿鬧著你玩。對我來說,我的手機經常發出嗶聲,宛如星艦企業號遭到攻擊一般。同時,我想和武夫一樣怒吼,提醒英靈殿有個陣亡的 mini-USB 連接器來報到了。

USB-C 蟲洞

我最新的 Android 手機,在底部採用新款好用的 USB-C 插孔,且系統底層有運行 Lineage OS 的防火牆。我彷彿穿越一個連接器蟲洞:USB-C 插頭和插孔是種奇妙的雙面刀形連接器,呈旋轉對稱佈局並具有備援觸點,確保首次插入就能穩固連接,不僅節省時間,也沒有挫折感,我再也不必在一片漆黑中摸索、瞇著眼將連接器的方向擺正。這表示第一次就能穩穩插入,並可沉浸在自尊心燃起的腦內啡愉悅感。更棒的是,USB-C 插孔中間有個配接舌簧,兩面均能保持接觸。這可避免配接舌簧在使用中彎曲,而備援觸點能減少微動影響。

第一天使用時,我發現我的大拇指有時會直接靠在 USB-C 插孔上。身為工程師的我告訴自己,這樣汗水和髒污遲早都會進到連接器裡,日後必定會後悔莫及。為了加以防護,我買了一組橡膠套來保護 Android 手機插孔。

雖然 USB-C 連接器的設計以 USB 3.1 為考量,但這些連接器也向下相容於 USB 2.0。此旋轉對稱型互連系統具有備援觸點,在使用簡便性上具有明顯優勢,不只有益於消費者,也有益於工業應用。Molex 提供一系列專為高速互連而設計的高可靠性 USB-C 連接器。Molex 似乎和我一樣,也很關心如何保持連接器乾淨,因此在 2171780001 垂直表面黏著 USB-C 屏蔽式插孔上添加蓋帽 (圖 1)。雖然 mini-USB 插孔也有蓋帽,但對稱連接器意味著,第一次插入時,這個重要的蓋帽就能很容易地插入 Molex 連接器。在惡劣的工業環境中,這不只提供便利而已,Molex 知道這個蓋帽是產品可靠性的重大考量因素。

圖 1:Molex 的 2171780001 USB-C 插孔支援 USB 2.0,是一種表面黏著垂直連接器。隨附的蓋帽能在插孔未配接時提供防水防塵保護。(圖片來源:Molex)

此 USB-C 插孔可插拔多達 10,000 次,換言之,如果每天配接三次,這款連接器的壽命超過九年。任何情況下,隨附的蓋帽都能輕易插進插孔中,有助於避免連接器和鍍金觸點接觸灰塵、濕氣及大拇指。USB-C 支援的電力傳輸量高達 1.25 A。此配置可支援 USB 2.0,並能用於升級現有的 USB 2.0 設備 (可能還在使用武夫厭惡的那些 mini-USB 插孔)。

對於需要支援 USB 3.1 Superspeed 的設計,Molex 提供 2024100002 USB 3.1 直角插孔 (圖 2)。

圖 2:Molex 的 2024100002 USB 3.1 USB-C 插孔是防水的表面黏著連接器,可支援的電力傳輸量高達 6 A。(圖片來源:Molex)

這是一款具有鍍金觸點的穩固連接器,更支援多達 10,000 次插拔,適合高負載的工業應用。此外更具有 IPX8 防護等級;雖然任何 USB 插孔在未配接下都很容易進塵,但這款連接器防水,因此即便沒有蓋帽也較不容易受污染。此產品支援的 USB 電力傳輸量高達 6 A,因此適合必須透過纜線供電的高速工業物聯網 (IIoT) 端點。

結論

USB-C 連接器是免除夜間插線煩惱的解決之道,而且在需要避免接觸大拇指的嚴苛 IIoT 應用中,容易插入的保護蓋能提高可靠性。此連接器是最佳的 USB 連接選擇,提供可靠的數據傳輸與使用簡便性,比起如今已沒落的 mini-USB 連接器,優勢更加顯著。

關於作者

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Bill Giovino 是電子工程師,擁有美國雪城大學的電機工程學士學位,也是少數從設計工程師跨足現場應用工程師,再到技術行銷領域的成功典範之一。

Bill 過去 25 年來熱衷於向科技和非科技業的對象推廣新技術,包括 STMicroelectronics、Intel 和 Maxim Integrated 等多家企業。Bill 在 STMicroelectronics 任職期間,曾協助領導該公司順利進軍微控制器領域。在 Infineon 任職時,則策劃出該公司首款在美國汽車業大受歡迎的微控制器設計。Bill 目前是他個人公司 CPU Technologies 的行銷顧問,曾協助諸多企業讓表現不佳的產品重獲市場青睞。

Bill 更是採用物聯網的先驅,包括在微控制器中首次納入完整的 TCP/IP 堆疊。Bill 致力於推廣「用教育促成銷售」的理念,也認可在線上推銷產品時有清楚完整文字說明的重要性。他在 LikedIn 熱門的半導體銷售和行銷群組中擔任管理員,也擁有深厚的 B2E 知識。

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