你真的了解USB PD嗎？

公眾號記得加星標??，第一時間看推送不會錯過。

USB PD（Power Delivery，即電源傳輸）是一種先進的快速充電標準，支持通過 USB 連接進行各種功率傳輸。它的前身 USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）是 20 世紀 90 年代末的一項偉大發明，徹底改變了我們連接設備與計算機的方式。在此之前，我們使用各種串行和并行連接以及專有接口。

USB 為外設引入了固定的 5V 電源，使廠商能夠根據這一電源需求進行設計。但隨著時間的推移，傳統上使用直流電源接口充電的設備逐漸轉向 USB 接口，這些設備開始需要更大的功率或引入專有協議。USB PD（Power Delivery，電源傳輸）應運而生。USB PD 的第一個版本是為較舊的 USB-A 設備設計的；直到 USB PD 2.0 出現，USB-C 才成為主流接口。

USB C PD 規范

USB-PD 的關鍵特性在于智能功率協商。設備和充電器能夠相互通信，無需用戶干預即可確定合適的功率需求。

USB-C PD 規范多年來不斷發展演進。目前我們使用的是 USB-PD 3.2 版本，該版本引入了新的品牌標識和術語。該規范定義了通信標準，使設備能夠報告其供電能力。該協議的最新版本，即電源模塊 (PSB)，是 2021 年發布的 PSB-P3.1，并且該標準向下兼容之前的版本。

由于采用了新的USB PD接口，我可以用同一個USB PD充電器同時為我的智能手機（18W）和聯想X390筆記本電腦（65W）充電；再也不用攜帶多個充電器了。就連長期以來使用專用接口的蘋果設備，也因為歐盟的監管要求而轉向USB-C接口。

我們來看看規格參數。

PPS：可編程電源，在 USB PD 3.0 中引入，使設備能夠動態調節電壓和電流以實現高效充電。

AVS：可調電壓供電技術，與EPR一同在USB PD 3.1中引入。AVS使USB-C充電器能夠提供更高的電壓和功率，在使用合適的線纜時最高可達240W。

EPR（擴展功率范圍）是 USB PD 3.1 中引入的技術，它使充電器和設備能夠提供超過之前 100W 限制的功率。它與 AVS（自動電壓調節）配合使用，可提供高達 240W 的功率。

USB PD 1.0

USB PD 1.0 是標準化的開端。它只有五種功率模式：一種用于 5V，兩種用于 12V，兩種用于 20V。但每種模式都針對不同的設備類型而設計。當時，智能手機并不使用我們現在所采用的高速充電模式。通常，智能手機的充電功率在 10 到 15W 之間。耳機、桌面配件和移動硬盤的充電功率為 10W。如果您擁有合適的線纜，則可以為集線器或外置顯卡等更高功率的設備充電。

市面上有很多USB PD 1.0設備，通常用于給智能手機充電，以及為需要更大功率的USB-A設備供電。我自己就有一個，用來給我的幾把USB電烙鐵供電。雖然和更新的標準相比，這個版本的USB PD可能顯得“簡單”，但它能滿足基本需求。

USB PD 2.0

USB PD 2.0標志著USB-C正式加入PD標準，而PDO（電源數據對象）則擴展了該標準，提供了額外的9V和12V選項，9V時可提供1.67至3A（最高27W）的電流，15V時可提供1.8至3A或2.25至3A的電流。在20V電壓下，設備可以協商高達5A的電流，從而提供完整的100W功率。

USB PD 2.0 可能是市場上影響最大的版本，這主要歸功于 USB-C 標準的引入。大多數 USB-C 筆記本電腦都采用此標準，但這取決于制造商。移動電源和集線器的情況也類似。正是在這一時期，許多制造商放棄了專用的電源適配器，因為 USB-C 以非常便捷的形式提供了他們所需的電源。值得一提的例子包括任天堂 Switch、超極本和 Chromebook。

USB PD 3.0

USB PD 3.0 將 PPS（可編程電源）引入標準，支持 3.3V 至 21V、3A 的電壓范圍。USB PD 3.0 提供了一種更精細的功率協商機制。通過協商更高效的功率曲線，設備可以更快地充電，并且溫度更低。雖然仍然存在 100W 的功率上限，但 PPS 更注重效率而非單純的功率輸出。USB PD 3.0 在旗艦智能手機中很常見，因為它支持靈活的充電速率，可以延長電池續航時間，當然還能降低發熱量。這些都是在為小型設備充電時需要考慮的因素。

USB PD 3.0 至今已有十年歷史，憑借其寬廣的電壓范圍，支持各種設備，已成為充電器的實際標準。

USB PD 3.1

USB PD 3.1于2021年發布，引入了擴展功率范圍（EPR）功能，新增了三種固定電壓：28V、36V和48V。此外，使用EPR線纜時，最大輸出功率也擴展至240W。

可調電壓電源 (AVS) 通過提供 48V/5V 的電壓，實現 240W 的功率輸出。這種高功率輸出通常與采用氮化鎵 (GaN) 半導體而非傳統硅半導體的 GaN 電源配合使用。GaN 的優勢在于其體積更小、效率更高，并且散熱性能更佳。其他采用此標準的設備包括高性能筆記本電腦，例如游戲本和工作站替代型筆記本電腦。Framework Laptop 16就是一款采用 USB PD 3.1 的高性能筆記本電腦的典型代表。

USB PD 3.2并未對任何現有的電氣標準產生影響。它只是一次旨在使USB PD術語與USB-IF品牌保持一致的發布。

USB PD 標準不斷發展，USB PD 3.1 的接口不僅能為游戲筆記本電腦提供充足的電力，甚至還能滿足迷你 PC 和多顯示器設置的需求。未來的 USB PC 規范或許有一天能徹底解決我們所有的電源接口問題。

https://www.tomshardware.com/peripherals/usb/the-usb-power-delivery-pd-specification-everything-you-need-to-know-about-usb-pd

（來源：編譯自tomshardware）

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯系半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第4264期內容，歡迎關注。

加星標??第一時間看推送，小號防走丟

求推薦