USB PD(Power Delivery-パワーデリバリー)是什麼？

什麼是USB PD（Power delivery-電力傳輸），我們將為您詳細解說。包括PD規範USB PD3.0以及最新的PD規範USB PD3.1等，並介紹近期的USB相關情況，提供功能性解說與基本資訊。

在TECHNO-FRONTIER 2018上發表USB PD產品後，收到許多詢問「什麼是USB PD（Power Delivery）？」的問題，因此在本頁面進行說明。這款能同時為多個設備充電的裝置，會根據連接設備自動調整電力，極為便利。

在上次的TECHNO-FRONTIER中，我們展示了兩款新產品USB PD（Power Delivery）。現場參觀者反應熱烈，我們深表感謝。因應近期客戶的需求，UNIFIVE已開發出兩款40W與60W的USB PD產品，接續也擴充了產品陣容，推出了65W型號。

什麼是USB PD（Power Delivery）？

USB PD：實現資料傳輸與高功率供電的次世代USB魅力

USB PD（USB Power Delivery）是一項透過單一線材實現資料傳輸與高功率供電的USB新技術。與傳統USB相比，支援USB PD的AC變壓器可以透過USB Type-C線材同時輸送電力與資料，最大化USB的功能。藉由此技術，相較以往的USB充電方式，能提供更高功率，不僅可為智慧型手機與平板電腦充電，亦支援高功耗的筆記型電腦等大型裝置充電。

以下簡要整理USB PD的功能：

• 與傳統USB 1.1（2.5W）、USB 3.0（4.5W）、USB-BC1.2（7.5W）相比，USB PD可輸送電力達100W。

• 取消供電端與受電端的固定設定，能切換供電與受電的角色（Role Swap）。舉例來說，從PC為外接電池充電的情況下，透過Role Swap功能，亦可由外接電池為PC充電（僅限使用Type-C線材）。
• 可為多個外部裝置進行電力供應最佳化。

• 自動依據連接設備調整供應電力。

近期USB的應用現況

如今不止車內，甚至公共巴士或飛機內部也常可見USB插孔的蹤影，透過電腦的USB埠供電也已成日常。USB無疑成為智慧手機等小型裝置的無所不在的充電來源。

過往傳統USB插孔主要用於透過驅動程式進行資料傳輸，但用戶需求逐漸由資料通訊轉向電力供應的用途。

選擇支援USB PD 3.0，打造更安心的USB PD體驗

USB-IF（Implementers Forum）此USB規格制定機構所制定的最新USB PD 3.0標準，旨在排除市場上劣質線材與不符合規格的產品，以實現安全使用USB PD的環境。

USB PD 3.0比2.0具有更快的Role Swap機能，即使發生突發電力中斷，也能降低資料損毀的風險。

此外，新增了稱為C-AUTH＝USB Type-C認證的設備間互相認證機制，使設備能確認互相或與連接線材是否為可信產品，如有問題將阻止功能執行。

*關於USB Type-C的說明請點此

USB PD 3.1：實現最大240W供電的進化

在現今市場中，已以USB PD 3.0為主流。不過USB-IF（Implementers Forum）於2021年5月26日發布最新版本USB Power Delivery（USB PD）修訂3.1。

此為一大改版，讓USB Type-C® 線材與連接孔能提供最高240W的電力。正如上述所述，原先的USB PD為使用定格5A之USB Type-C線材，在20V下限制供電至100W。

對應此變更，USB Type-C規格也更新至2.1版，定義了240W的線材要求。此外，USB PD的協定與電源標準也有所修訂，使以往無法以100W滿足需求的裝置，也得以應用USB PD供電。

新架構定義了更嚴格的電力協商協定，確保高電力輸送使用更為安全。值得注意的是，使用100〜240W電力產品，其安全要求比低功耗產品更嚴格，須根據各販售國的法規適用相關安全規範。

透過USB Power Delivery 3.1的新機能，未來高功率需求如大型筆記型電腦，也可從傳統電源插孔轉向USB Type-C作為充電介面。

新增三種固定電壓選項，以EPR（擴充電力範圍）實現更高功率

USB PD 3.1的一大特點即新增28V（100W以上）、36V（140W以上）、48V（240W以上）固定電壓，除了原有的SPR PDO、SPR APDO所定義的5V、9V、15V、20V以外，讓可選電壓更多元。透過主要新功能EPR（Extended Power Range），得以在20V以上的電壓提供電力輸出。EPR 新增28V、36V、48V固定電壓，分別支援100W以上、140W以上與180W以上的輸出。

EPR模式：實現高功率供電的安全通訊協定

EPR模式是一種保障高功率電力輸送安全的通訊協定。在進入EPR模式前，供電端（Source）與受電端（Sink）需確認彼此的功能，並就安全供電條件達成共識。

以下以表格說明USB PD 3.1出現前的歷程與各代規格特性。

打造最快速且最合適的充電體驗

USB Type-C內建名為CC（Configuration Channel）的專用通訊線，一旦偵測到支援USB PD的裝置，便會自動判斷最適電力並快速開始充電。

Type-C線材進化：EPR支援提升安全性

配合USB PD 3.1擴展，USB Type-C線材版本更新至2.1。EPR對應之線材內建稱為E-Marker的晶片，可對應50V・5A，提升高功率供電時的安全性與可靠性。

結合GaN技術實現高效率與小型化

氮化鎵（GaN）為備受矚目的次世代半導體材料。相較傳統矽系功率元件，GaN功率元件具備更低電力損耗與更快切換速度。將GaN技術導入USB PD 3.1的電源中，可兼具高效率與小型化。

USB PD的歷史沿革

前述內容針對USB PD的定義與USB PD 3.1的新特性進行了介紹，本段將依照時間軸回顧USB PD技術演進，加深理解。

USB PD問世之前：低功率充電與規格混亂（1996〜2012年）

• 1996年：USB 1.0發表。以資料傳輸為主，但亦支援給周邊設備供電。不過僅提供5V・100mA，無法用於充電用途。
• 2000年：USB 2.0推出。提升資料傳輸速度與提供5V・500mA電力，開始用於手機等設備充電。
• 2007年：發表USB BC（Battery Charging）1.1。電壓維持5V，電流提高至1.5A，供電最高達7.5W。
• 2010年：USB BC 1.2發表。明確定義充電行為。
• 此期間USB充電雖逐漸普及，但電力不足與規格混亂仍為主因，無法支援需高功率的筆電裝置。

USB PD誕生與進化：高功率與雙向供電時代（2012〜2021年）

• 2012年：USB PD 1.0發表。可提供最高100W（20V・5A）電力，支援充電筆電等大型設備。
• PD 1.0中透過五種標準「電力配置檔」定義電力供應，經由主機與裝置協商電壓、電流，實現安全供電。但因傳統USB接口固定輸出5V，尚未支援雙向供電。
• 2014年：USB PD 2.0發表。電力協商改用PDO（Power Data Object）方式，更具彈性，並引進USB Type-C接口，加速PD的發展。Type-C體積小、上下對稱設計可任意插入。
• 2015年：USB PD 3.0發表。引進PPS（可程式化供電），能以20mV為單位調節電壓，大幅提升充電效率。最適用於鋰離子電池等。PD 3.0也強化產品認證，提升安全性。

USB PD 3.1與GaN技術：朝向更高輸出與高效率邁進（2021年〜）

• 2021年：USB PD 3.1發表，引進EPR（Extended Power Range），可供電至最大240W（48V・5A）。GaN技術的發展，也加速USB PD電源高效率與小型化。採用如EPC9195等GaN參考設計，能充分發揮USB PD 3.1性能。

USB PD的未來：為所有裝置供電

USB PD不僅能為筆電、智慧型手機、平板電腦等行動設備供電，也期待能拓展至家電產品與工業設備等多樣領域。隨USB PD 3.1與GaN技術進一步發展，未來或許將出現可用USB Type-C為所有裝置充電的時代。

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