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什么是 USB 供电 (USB PD)?


您的大多数电子产品很可能都是通过 USB 充电的,但它最初的设计目的并不是为了提供太多电量。 USB Power Delivery (PD) 在很大程度上改变了这一点,使 USB 上的耗电设备成为可能。

标准 USB 电源有点弱

标准 USB 电源规格在电源方面提供的不多。设备可以调用各种 USB 电源标准。哪些可用取决于控制器、电缆和设备都支持哪种类型的 USB 标准。例如,USB 3.2 Gen x2 最多提供 7.5W,而 USB 3.0 提供 4.5W。

USB 上有特殊的电池充电标准,可以为设备提供高达 25W 的功率,而标准 USB-C 可以提供高达 15W 的功率,假设充电器可以提供 3A 的电流。

为什么 USB 电源标准如此有限?答案有点复杂,但这里的共同点是所有这些标准,即使是最新的 USB-C 标准,也仅在 5V 下运行。由于可提供的总功率是电压和电流的乘积,因此在 5V 时提供更多功率的唯一方法是增加电流。然而,随着安培数的增加,您会遇到各种问题,例如需要更粗的接线,当然,电流水平很快就会变得危险。

USB 电池充电 (BC) 2 在 5V 和 5A 时提供最大功率,总计 25W。快速充电的智能手机、平板电脑和现代笔记本电脑可以轻松达到甚至超过这个数字。已经开发出相当多的专有 USB 快速充电方法来解决这个问题,USB PD 的存在是为了以行业标准的方式满足这些不断增长的电力需求。

USB 供电增加电压

在 Micro-USB 上运行的第一个 USB Power Delivery 版本在 3A 时提供 60W,这意味着它也在推动 20V。这是基本级 USB 标准的四倍。 USB Type-A/B 上的 PD 1.0 将其提升至 5A,提供 100W 的功率。

USB-C Power Delivery 有两种功率级别。 USB-C 上的 PD 2.0 和 3.0 与 A/B 型连接器上的 PD 1.0 具有相同的 100W 额定功率。然而,Power Delivery 3.1 通过提高电压提供高达 240W 的功率。

USB PD 的电流从不超过 5A,但可以动态配置电压以满足设备对标准最大功率限制的需求。

设备握手

当 USB PD 充电器连接到设备时,它会执行“握手”,询问设备需要多少电量。 USB PD支持5V、9V、15V、20V、28V、36V、48V七种电压等级。

在最新版本的 USB PD 中,设备可以请求从 15V 开始的中间电压。如果有多个外围设备连接到 USB PD 电源,则每个设备只能获得所需的电量。当设备需要更多电力时,它会在需要期间获得电力,然后回落到较低的电力使用水平。

有线电视很重要

虽然经常被忽视,但位于您的设备和 USB PD 充电器之间的电缆是一个关键组件。电力只能以电缆可以处理的速率流动。 USB PD 标准有严格的安全限制,以防止电缆过热而可能导致灾难性后果。

换句话说,如果您使用的电缆支持,您只能获得特定级别的功率,例如 100W 或 240W。这通常会在电缆规格中注明,但实际上,充电器和设备将协商链中最薄弱的环节可以处理的最快功率速率。无论是充电器、数据线还是设备。

警惕未经认证的产品

充电器等设备要宣称自己是 USB PD 产品,就必须符合 USB PD 规范。这意味着该设备将显示 USB Implementer Forum 的合规性徽标。

值得在购买 USB-C 设备之前做一些研究,这个相对较新的 USB 标准一开始就不稳定,许多电缆进入市场不符合 USB-IF 的标准,导致设备损坏个案。

换句话说,确保您购买了优质的电缆。