如何选择合适的USB Type-C连接器？

如何选择合适的USB Type-C连接器？

根据市场研究机构ABI Research的预测，去年超过50%的智能手机和93％的笔记本电脑配置最新的USB Type-C接口。从目前的USB Type-C市场渗透率来看，实际情况大抵如此，甚至还会更为乐观，比如从我们自身的经验来讲，身边已经很少能看到不采用USB Type-C接口的安卓手机了。

全能型的接口


从USB-IF发布USB Type-C标准之日起，就毫不掩饰其希望通过这个新的接口“一统天下”的野心，因为USB Type-C在规格的定义上，几乎是招招直击原有电子产品外设接口的痛点，塑造了一个“全能型”的物理接口协议。这种“全能”体现在以下几个方面：

1

在数据传输速率方面

USB Type-C支持最新的USB数据传输标准，可支持USB 3.1第2代协议利用一组数据通道以高达10Gbps的速率传输数据；而在USB3.2协议中，可通过控制两组10Gbps数据通道，实现高达20Gbps的传输速率。而且Thunderbolt 3.0也已宣布放弃自有物理接口标准，而采用USB Type-C，因此未来USB Type-C成为应用最为广泛的高速数据传输接口标准，应该是没有什么悬念的。

2

在功率传输方面

USB Type-C能够完美地支持USB PD（USB Power Delivery）快充标准，最高承载100W的电能（20V/5A）。这主要得益于在USB Type-C的架构中，包含有四根VBUS线，具有更强的电流传输能力；同时，USB Type-C接口中还有两根专门用于充电协议通信的CC线，能够在充电时在充电和受电设备之间建立沟通机制，实现自适应的充电过程调整，让充电效率最大化。所以在便携设备的快充领域，基于USB Type-C接口的USB PD也是目前市场接受程度最高的快充协议。

3

在视频传输方面

USB Type-C可以通过Alternate Mode实现4K以上高清影像传输。这个特性实际上使得USB Type-C可以替代DisplayPort、HDMI等专用A/V接口，在设备中只使用一个物理接口即可实现数据和视频的传输，进一步减少电子设备接口类型和数量。

4

在易用性方面

USB Type-C 0.83cm x 0.26cm的外形十分小巧，与我们熟悉的USB Type-A接口相比仅有其1/3；而且USB Type-C支持双面正反插，避免了盲插时“插不准”的烦恼，这无疑大大改善了用户体验。

上述所有这些优势叠加在一起，让人们很容易对USB Type-C的市场前景做出两个判断：

1由于USB Type-C在性能上的提升和功能上的扩展，使其能够渗透到更广泛的应用领域，除了电脑外设和移动终端这两个USB的传统优势市场，在家电、汽车、工业、仪器仪表等领域USB Type-C的拥趸也会越来越多。

2再有，凭借“全能型”的特质，USB Type-C在同一设备上取代其他接口，完成外设接口的“大一统”，也是一个明显的趋势。目前主流智能手机上就只一个USB Type-C接口，苹果的MacBook电脑上也只保留了USB Type-C一种物理接口，这些产品设计上的优化都是很好的例证。

也正因于此，USB Type-C的商用进程一直处于高速发展之中。按照HIS的估算，在2015年至2020年的五年中，USB Type-C出货量的平均年复合增长率高达231%，最终达到26亿左右。在这之后，随着电子设备总量的增加以及USB Type-C在不同应用领域渗透率的提升，USB Type-C的市场容量仍将维持在高位。

连接器的优化

这样的市场走势，对于连接器厂商来说自然是个好消息。但是如此美味的“市场蛋糕”是否能够吃到嘴，那就需要考验连接器厂商两个方面的能力了：一是技术实力，即是否能够快速设计开发出符合USB Type-C标准的产品；二是对市场的响应能力，即是否能够跟随市场的发展节奏，不断丰富自己的产品组合。

如上文所述，由于USB Type-C的市场版图更大了，对于USB Type-C连接器相应地也会有更高的要求。这主要体现在以下几点：

1

针对性优化

由于USB Type-C支持更高的传输速率、更大的功率，因此也就需要更可靠的连接，这就要求在电气和机械设计方面都要有针对性的优化。

2

设置保护措施

更紧凑的外形意味着USB Type-C内部组件和结构也会更“娇气”，一些避免连接器在使用中遭受损坏的措施自然少不了。

3

形态多样化

市场的扩大，应用的不同，也就带来了USB Type-C连接器产品形态的多样化——有的USB Type-C连接器只需要单纯的供电功能，有的则需要同时支持数据和功率的传输；有的连接器需要支持USB 3.1的超高速率，而有的只需满足USB 2.0标准即可；有的应用对连接器的防水防尘有特殊的要求，而有的对此并不敏感……这些多样化的需求，也就需要更加多样化的产品来支持。

4

配置多样化

此外，为了满足不同应用和不同PCB装配工艺的要求，USB Type-C连接器产品还要能够提供不同配置，除了标准型的产品，紧凑型、低中心线的沉板型、直立型、侧立型等特殊配置类型的产品也需要在产品的规划蓝图中有所考虑。

独具匠心的设计

如何满足上面这些USB Type-C连接器的设计要求？领先的连接器厂商已经给出了答案。比如Molex就针对各种应用场景，提供了丰富的USB Type-C连接器和线缆组件，并且在产品的很多设计细节上，可以讲是独具匠心。

先来看看Molex的USB Type-C连接器插座有什么特点：

1支持高至5.0A的电流传输：与额定电流为1.8A的micro-USB接口相比，可令电池充电时间减少64%。

2插座中采用“舌形”中间板连接器设计：确保高可靠性，防止连接器误用造成损坏。

3高温尼龙插入式成型（insert-mold）插座壳体：提高连接的机械强度，强度，减少中间板和端子之间潜在的短路风险。

再来看看Molex的USB Type-C连接器插头设计有什么独特之处：

1电缆插头采用单件金属护罩：便于轻松识别和区分非USB Type-C电缆。

2插头外壳和护罩之间的聚酯薄膜：防止配接过程中出现潜在电气短路。

3插头采用高正向力的端子设计：提供稳定的电气性能，同时支持较高的电流承载能力并能够降低温升。

4配接长度短：支持更小的外形和更高的设计灵活性。

作为USB Type-C互连方案中不可或缺的一部分，配套电缆组件也有不少可圈可点的地方：

1支持高达100W（20V/5A）的功率传输：适合更高功率应用

2支持最高10Gpbs数据传输速率：高速网络应用的理想之选

3支持4K高清显示：适用于高质量的视频显示

410，000次插拔寿命：更高的坚固耐用性

5全屏蔽：提供EMI/RFI防护

6不同电缆选项满足USB 2.0和3.1速度要求：针对各种用户的不同应用需求

通过以上的连接器插座、插头和电缆组件特性，我们可以看到通过全方位的优化，Molex的连接器方案可以完美地支持UWB Type-C标准的要求，并在可靠性和耐用性方面有更进一步地考虑。

丰富的产品组合

除此之外，为了适应USB Type-C多样化的应用场景，Molex对于USB Type-C连接器产品也进行了细致的分类，分为入门级、进阶级和专业级三种产品大类，具体的区别见表1：

在选型时，用户只需掌握以下这些基本原则，就可以从Molex丰富的产品线中快速找到最合适的产品：

1如果只需传输电源时，可以选择入门级的产品，且可根据电流承载能力选择不同针脚数（包括6pos和14pos）的连接器。

2当如果同时需要传输电源和信号时，建议选择进阶级的产品，根据信号速率的不同要求选择不同针脚数（包括16pos和24pos）的连接器。

3如果同时需要传输电源和信号，而信号速率要达到40Gbps时，可选择24pos专业级的产品。同时在专业级的产品中，Molex还提供防水防尘级别高达IPX8的连接器。

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表1：Molex不同级别USB Type-C连接器

（资料来源：Molex）

根据应用场合及PCB装配方式的不同，Molex也在不断丰富自己的USB Type-C产品组合，推出了板上型、沉板型、直立型、侧立型等各种不同配置的产品，让用户在产品选型时不必东奔西走，一站式满足各式各样的设计需求。而且在每一种产品配置中，Molex也都做了特殊的优化，这从图4展示的直立型USB Type-C插座的设计中，就可见一斑。

由此可见，面对持续高速增长的USB Type-C市场，Molex无论是在产品的品质还是产品组合的丰富性上，都已经做足了准备，而且从Molex的2021年新品发布计划中可以看出，其步伐明显在加快。