C-KLIC:汽车级插拔连接器的新晋多面手

关于新款车规级USB C型插拔连接器的所有值得了解的信息,以及为什么您必须将其集成到您的车辆中!

USB已成为我们所有人家喻户晓的名字,没有它,我们的日常生活是无法想象的。无论是智能手机、平板电脑还是个人电脑,所有的电子通信设备都有USB接口。USB A型是目前最常用的插头类型。然而新一代USB C型正在迅速崛起,并将很快取代A型。因此汽车世界将紧随其后,将所有客户接口转换为USB C型标准。而且迅速进行!

希望使您的车辆适应未来,而且正在寻找一种多功能、车规级的插接系统(并且该系统能够在车辆中以大于10 Gbit/s的高数据速率传输数据以及传输最高5 A的充电电流)吗?

我们为您开发了最佳的解决方案。在本文中,您将了解有关新款插接系统的所有重要信息,将其集成到车辆中时必须注意什么,以及为什么它是未来车辆中绝对必备品。

新款车规级插接系统的结构

在车辆中转换到新一代USB-C型插头是绝对必要的。如果您可以在车辆中利用USB-C插接系统的多功能性和它的所有可能性(数据和充电),会怎样呢?

因此从消费电子领域已经成型的插头开发一套车规级且坚固的插接系统的想法诞生了:新款USB-C插头C-KLIC。该插接系统经过实践检验,其最重要的设计调整是增加了具有编码功能和锁定功能的外壳结构,并且可以选择安装CPA。

所选的USB-C插头是USB组织提供的高质量规格(超过10,000次插接循环和它众多的针脚),因此似乎是完美之选。由于有大量触点可用,因此除了数据和电流之外,还可以映射照明或温度监控等其他功能。由于使用编码外壳,还可以专门使用所有24个针脚(专有),因为不需要插拔连接器的翻转功能。

整个插拔连接器的模块化结构令人印象深刻,它可以通过一个小型、可以单独调整的电路板接触各种电缆,从而提供不同的功能。这种插接系统的最大优点是多功能性:无论聚焦数据传输还是供电,插头和相关接口始终相同。

因此您只需批准一个插头,却可以在车辆中提供多种功能!此外,电路板(PCB头)上的插接部件保持不变。这样就可以节省可能产生的变更费用。

模块化结构

应用——C-KLIC,绝对的多面手

借助基于USB的插接系统,您可以专注于新的“USB Power Delivery”(USB供电)充电技术以及最高USB 4.0(最高40 Gbit/s)的数据传输能力。您还可以通过标准协议(例如PCIe或显示端口)在不依赖USB的情况下传输数据。由于系统的模块化结构,您可以充分利用灵活性和多功能性,并以不同的组合实现各种应用。在下文中,您将了解有关各个应用方案的更多信息。

使用案例1:聚焦电力

在这种使用案例下,您使用USB Power Delivery(USB供电)技术。此时可以提供最高100 W(5 A @ 20 V),以便为车辆中的移动终端充电。同时为您的客户提供最高480 Mbit/s的USB 2.0数据传输

由于高电流传输速率(5 A)和数据功能,我们为此开发了一种优化的电缆。为了实现尽可能长的传输路径,通过电缆长度限制电压降(Ground Drop)。我们优化的电缆保证了80 mV/m的最大 Ground Drop。

通过所述设计,可以通过扩展的电缆长度传输数据和电流。这样有助于您节省仪表板中的安装空间,因为可以将一个相对较大的USB-C模块替换为客户接口形式的紧凑USB-C插口。

左侧C-KLIC客户接口,右侧USB-C模块

您可以将通常安装在USB模块中并产生高功率损耗(热)的充电电子装置转移到附近为USB-C客户接口供电的控制器中。控制器中通常有更多的空间用于此目的,并且可以更好地导出热量。

因此您可以在仪表板中节省最多60%的安装空间,并且还可以非常容易地处理温度问题(由于功率损耗而产生的热量)。

使用案例2:聚焦USB数据

在第二个使用案例中,您可以基于USB协议传输最高10 Gbit/s的数据。为此,使用具有四对差分数据(4个通道)的特殊电缆来传输相应的数据协议和数据量。

由于USB-C插接系统提供了大量触点,除了Multi-Gig数据,您还可以实现其他信号和功能,例如USB 2.0CC通信照明。通过可用的USB备用模式标准,您还可以传输图像数据和视频数据。因此可以节省额外的视频接口。已经可用的USB备用模式是HDMI、显示端口、MHL或Thunderbolt,这些模式现已集成到USB 4.0规范中。

通过将所有上述功能集成到一个插头中,您可以在电路板上节省相当大的安装空间,因为这样可以省去用于数据或电源的大量附加插接部件。由此也可以实现成本节约。

两侧功能相同

使用案例3:聚焦数据,而不是基于USB

C-KLIC系统还支持Multi-Gig范围内不基于USB的数据传输。通过四对差分高速数据,您可以映射标准数据协议,例如PCIe、显示端口、HDMI或以太网应用。因此C-KLIC插接系统不仅可以用于多媒体领域,还可以集成到车载网络中。两个控制器之间的点对点连接可以轻易实现。也可以随时为您的个人传输路径专门定制具有适当针脚分配的电缆(专有使用案例)。

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优势

下面我们为您总结了C-KLIC插接系统的巨大优势:

多功能性——一个插头搞定一切

您可以将插接系统用于具有多个差分高速链路的应用。您最多可以使用四个链路(通道)。同时,您还可以传输控制信号并启动供电。

所使用的电缆和布线方案可随时根据您的个人要求进行调整。

节省空间——为其他零件腾出空间 

与常见的USB充电模块或数据模块相比,您可以节省最多60%的仪表板安装空间。

温度问题不复存在

尽管充电功率最高100瓦特,但在插头或安装点的发热已达到最小程度。

纯粹的传输路径,没有任何花哨东西

在C-KLIC插接系统中使用经过批准的USB-C插接部件,这样您就可以直接使用相应的USB协议工作。您因此避免了不同数据传输协议之间复杂的转换过程,为自己节省了为此所需的电子装置,并最终节省了成本。

身为汽车制造商的开发人员,在集成到车辆中时,我必须注意什么?

首先,您必须批准一套新的插接系统。不过,您的花费是有限的。获取资质和文件准备工作100%由供应商(即我们)负责,我们作为汽车行业长期供应商,非常了解这些要求。此外,由于其多功能性,您可以将该插头用于完全不同的应用。

对于测试设置,我们随时为您提供部件(PCB插头等)和电缆,以便通过预先测试支持帮助您将其集成到车辆中。这些测试可以由我们训练有素的员工,在我们公司内部经过认证的检测实验室进行。

必须将C-KLIC集成到您车辆中的4个理由

  • USB C型是新的全球USB标准,将很快取代USB A型插头。因此在车辆中使用是绝对无法避免。
  • 只需一次批准新的插接系统,就可以同时提供多种功能,并且只用同一个插头工作。
  • 由于单独的针脚分配和使用不同的、经过批准的电缆类型,您就可以利用一个可以扩展且可以自由配置的系统。由于有大量可用的触点,所以可以随时映射照明、温度监控或控制信号等附加功能。
  • 全屏蔽系统满足未来的所有需求,除了基于USB的传输协议外,还支持适用于Multi-Gig应用的多种其他数据传输标准。

总结与结论

智能手机和车辆之间的连接在技术方面变得越来越复杂。目前的目标是提供5 A和最高20 V的电源,远超过1 Gbit/s的数据速率或其他信号形式,例如同时具有越来越少的安装空间的交替模式。这些要求只能通过灵活且可设置参数的解决方案来实现,该方案提供了与应用相关的高性能针脚数量。同时,部件的小型化也是必不可少的。成熟的消费类插头与车规级外壳设计的智能组合产生了USB C型插接系统,为下一代车辆提供了理想的解决方案。

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关于C-KLIC的常见问题

此系统已针对USB 3.2 Gen1标准进行了设计和优化。此外,传输速率最高可达10 Gbit/s。此系统也允许例如PCIe或Display Port协议的传输。

不,原则上可以考虑大多数传输速率达到10 Gbit/s及更高的标准协议,例如PCIe或Display Port。车载以太网在确定条件下也可以实现。

是的,使用C-KLIC时,在不超过20 V的输出电压下可以传输5 A的最大输出电流。因此通过它可以给连接的设备(平板电脑、智能手机等)供电或充电。

是的,有90°(水平)和180°(垂直)的PCB多样设计。可以通过“通孔回流焊”(Pin in Paste)技术对它们进行加工。

是的,所有符合汽车标准的常用编码都可以用规定的颜色(视需要)来实现。

不,由于采用编码的车规级外壳,所以取消了这种功能。因此,连接器的所有24个引脚都可以专门(专属)使用。

通过匹配的芯片组,已经可以实现最多8 m的传输长度。