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发布者:来自网络 发布时间:2016/11/24 阅读:16834次    关键字: USB-PD
USB Power Delivery Specification(USB-PD)简介


随着智能手机功能的增多,耗电变得越来越快,人们对手机充电效率的提高、耗电量降低变得如饥似渴。随着盼着许久的USB Type-C标准出炉,USB-PD协议也进入了大众的视线,这种新的充电协议颠覆了人们对USB充电效率低下的认知。

据称USB-PD协议,能承载3A或5A的电流,传输功率可以达到100W,同时接口中定义了用于功率传输协议通讯的专有通道,可以在充电和受电设备间完成智能的自适应充电调节,提升充电效率。


那么,USB-PD究竟是个啥?
“USB Power Delivery Specification(USB PD)”是一个利用USB接口实现可供给100W电力的标准,旨在为用户提供更强大的电源充电方案。USB 2.0只面向便携终端的驱动和内置充电电池的充电等用途时,“USB Battery Charging”标准虽然提高了供给电力,但供给电力也只有7.5W。

目前,USB PD标准分10W、18W、36W、60W和100W五级“规格”,电压采用5V、12V和20V,电流为1.5A、 2A、3A和5A,如此灵活的配置,让各种电子设备都能通过一条USB线缆满足供电需求,不但可以为移动设备供电,甚至还能给笔记本、显示器直接供电,更牛逼的是它可以实现双向充电,也就是说两台电脑用USB线连接可以互相充电。

USB-IF(通用接口业界联合组织)订立出USB PD标准中,7.5W依然只以5V电压供电,但10W、18W开始引入5V外的12V,60W与100W则再引入20V。虽然将供电力扩增至100W,但仍有缆线的区别,过往长久以来的标准USB缆线可以达的100W供电,但对于移动装置常用的Micro-USB,因连接器较小,在物理限制下,只能供电60W,无法至100W。




同样的,USB-IF新订立的C型连接器,属移动用的细小型连接器,一样无法达100W供电,其极限为60W。此外,非官方的Powered USB推估也将逐渐淡出,仅少数应用会持续采行。USB供电能力一旦可达60W、100W,下一步可能实现的是印表机、扫瞄器、桌上型监视器等,均可改以USB供电,此意味着未来换笔记本、换印表机等,不用再随同丢弃变压器,而是可以沿用,以减少电子垃圾。

实际上如果仔细看这个表不难发现,这种分配实际上可以分为3种类型。其中10W仅提供5V@2A的输出,也就是将现在的电流向上增加而已,这属于最基础的USB PD口。再以后的18W与36W属于一个档次,USB口不仅提供5V还将提供12V供电,这可为一些外接HDD、车载供电等设备进行供电。第三种类是提供 5V/12V/20V的USB口,这种类型既可以提供外接HDD、车载设备供电,也可以给笔记本、外接显示器供电。




值得一说的是,不管是不是最普通的USB PD口,线材肯定是要重新来过了。另外,还需要注意的是支持100W输出的仅仅有Standard A与Standard B标准规范的连接器,Micro只能支持60W。

USB-PD系统设计层面还需猛进
USB-PD打破既有充电电压限制,笔记本电脑、平板制造商均可依产品需求设计不同的供电方案。然而,电子装置要导入新一代USB-PD规格,须采用新的缆线和连接器,并通过相关的安全性和协定测试。主要是考量USB升级至中大功率充电后,传统缆线无法完全满足USB-PD的电压/电流额定值,且对装置内部电路和用户使用安全将带来一定程度的影响,所以未来USB缆线和连接器均须增加ID接脚,以提升电路保护功能。




此外,USB-PD连接器还须向下相容,以支援现有的USB产品。支持电力输送的USB PD规范就将被设置为下一代新标准,这项技术很可能改变电子产品的使用方式,因为设备将不再需要接入独立的电源USB可以为设备接入数据的同时提供高达100W功率的电源,这比今天的USB供电能力还强10倍,且在电源传输转换的过程中更为高效,减少了发热导致的能源浪费。

对于电源供应解决方案业者而言,发展USB-PD的技术挑战还包括周边元件的选用,并须考量电力供应和消耗两个面向,因应5、12和20伏特电压或不同的电流规格,投入更多软硬体研发资源,以改良现有USB介面的5伏特VBus电源线,提高支援电压等级至12或20伏特。

USB PD不仅具有产业意义,也具若干社会意义,USB PD意味着更进一步的全球化。过往世界各地采行不同的类比电视标准,如NTSC美规、PAL欧规等,连接器方面亦有美国RCA端子、日本S端子等,此均是国家门户之见的差异,而今正逐渐以OTT、网际网路规格及HDMI连接器统一。同样的,全球各地采行不同频率、不同电压、不同连接器的电源插座,这些差异使终端使用者出国必须带万用转接座,变压器若坏损、遭窃,也只能找原厂重新购置。

总结:USB PD的出现,将有机会统一100W电力以下的应用,且USB供电已逐渐融入生活。未来带笔记本电脑到各国都不再需要带变压器,只要带USB缆线,甚至可以内建可收缩的USB缆线,大大提升方便性。

 

文章来源:充电头网/电源网

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