什麼是USB PD(Power Delivery-パワーデリバリー)?

什麼是USB PD(Power delivery-電力傳輸)，我們將進行詳細解說。從PD規範USB PD3.0到最新的PD規範USB PD3.1等，綜合介紹近期的USB動向、功能性解說與基本資訊。

自2028年在Technofrontier上發表USB PD產品以來，我們收到許多關於「什麼是USB PD（電力傳輸）」的詢問，因此在此頁面進行解說。這款能夠多設備同時充電的裝置，會根據連接的設備自動調節電力，非常方便。

在上一次的Technofrontier展會上，我們展示了兩款新產品——USB PD（Power Delivery）。獲得了來場者熱烈的回響，深表感謝。因應近來客戶的需求，Unifive開發了兩款40W與60W輸出功率的USB PD產品，此後持續擴充產品線，也推出了65W的產品。

什麼是USB PD（Power Delivery）？

USB PD：實現數據傳輸與高功率供電的次世代USB魅力

USB PD（USB Power Delivery）是能夠透過單條線纜同時實現數據傳輸與高功率供電的USB新技術。相比傳統USB，支持USB PD的AC變壓器可透過USB Type-C線纜同時提供供電與數據傳輸功能，發揮USB的最大效能。該技術使得USB的供電量大幅提升，不僅能為智慧型手機與平板電腦充電，也能為筆記型電腦等需高功率的設備提供電力。

以下簡要說明USB PD的功能。

• 相較於傳統USB1.1（2.5W）、USB3.0（4.5W）、USB-BC1.2（7.5W），USB PD可提供高達100W的電力供應。

• 不再固定電力供應端與受電端，可互相切換供電與受電角色（Role Swap）。舉例來說，原本為從PC充電外接電池，但透過Role Swap功能，也可反向由電池為PC充電（若使用Type-C線纜）。
• 能針對多個外部設備實現電力供應最佳化。

• 會根據連接的設備自動調整供電功率。

近年的USB狀況

目前不只車內，甚至在公共巴士與飛機上也常見USB連接埠的設置。從電腦USB連接埠取得電力也已是十分普遍之事。USB確實已成為智慧型手機等小型設備的泛用充電工具。

這些傳統USB連接埠原本是以數據傳輸為主要用途，需安裝USB驅動程式。然而使用者逐漸將其作為供電來源使用，不再僅限於數據通訊。

以USB PD 3.0安心使用USB PD

USB-IF（USB Implementers Forum）是一個制定USB標準的組織。其最新版本USB PD 3.0的目的，是為了排除低品質線纜與市面上不符合標準的產品，使USB PD的使用更為安全。

與2.0相比，USB PD 3.0的Role Swap更快速，即使發生供電暫停的狀況，也能降低資料毀損的風險。

此外還新增了稱為C-AUTH（USB Type-C Authentication）的設備間相互驗證功能，可在設備之間檢查所連接設備或線纜是否為可信產品。若出現問題，功能會自動加以限制。

*關於USB-TypeC的詳細解說請見此處

USB PD 3.1：實現最大240W供電的進化

近來市場上以USB PD 3.0為主流，但USB-IF於2021年5月26日公布了USB Power Delivery（USB PD）3.1的修訂版新規格。

該版本是為了讓USB Type-C®線纜與連接器可支援最高240W供電的重大更新。先前USB PD僅可透過定格5A的USB Type-C線纜提供20V，並受限於100W。

對應此需求，USB Type-C規格也更新為2.1版，新增了240W線纜需求。同時，USB PD的協定與電力定義也有更新，讓過去100W無法應對的設備也能使用USB PD。

新的USB PD架構定義了更為嚴格的電力協商協定，使得這種高功率供給能夠以更安全的方式進行。需要100W至240W的設備，其安全性需求也更加嚴格，將依各國相關法規制定安全標準。

透過USB Power Delivery 3.1的新功能，筆電等高功耗設備未來將可由USB Type-C取代傳統電源插頭進行充電。

新增三種固定電壓選項，以EPR（Extended Power Range）實現高功率輸出

USB PD 3.1的主要特點之一，是新增三種固定電壓選項。過去的SPR PDO與SPR APDO規格僅有5V、9V、15V、20V，現在新增了28V（100W以上）、36V（140W以上）、48V（240W以上）。透過USB PD 3.1的核心新技術 **EPR（Extended Power Range）**，電壓超過20V的電力供應成為可能，並新增了28V、36V、48V這些固定電壓，支援高於100W、140W、180W的輸出。

EPR模式：實現高功率供電的安全通訊協定

EPR模式是為安全傳輸高功率而設計的通訊協定。在進入EPR模式前，電源端（Source）與設備端（Sink）之間需確認彼此功能，並達成安全供電的協議。

以下整理了USB 3.1誕生之前的歷程與各項規格，便於理解。

透過USB PD實現最快最適的充電體驗

USB PD的優勢不僅是高功率供應。USB Type-C內建稱為CC（Configuration Channel）的專用訊號線，当偵測到支援USB PD的設備時，會自動偵測最佳供電方式並啟動快速充電。

 Type-C線纜的進化：支援EPR，安全性提升

隨著USB PD 3.1的升級，USB Type-C線纜規格也更新為版本2.1。EPR兼容線纜內建標誌為E-Marker的晶片，表示其支援50V・5A，能提升大功率供電時的安全性與可靠性。

與GaN技術結合實現高效率與小型化

GaN（氮化鎵）是備受矚目的次世代半導體材料。使用GaN的電源裝置較傳統矽元件，具有更低的電力損耗與更快的切換速度。將GaN應用於USB PD 3.1電源裝置，可兼顧高效率與小型化。

USB PD的歷史沿革

前述內容說明了USB PD與最新的USB PD 3.1，本節則回顧USB PD的歷史演變，深化對技術發展的理解。

在USB PD誕生之前：低功率充電與標準混亂的時代（1996年～2012年）

• 1996年：USB 1.0登場。雖以數據傳輸為主，但也可為周邊供電。然而僅支援5V・100mA，並不適合充電用途。
• 2000年：USB 2.0登場。大幅提升傳輸速度，功率提升至5V・500mA，開始為手機等設備提供充電。
• 2007年：電池充電規格USB BC 1.1登場。電壓固定為5V，但最大可供應1.5A電流，支援7.5W供電。
• 2010年：USB BC 1.2登場，充電規格更為明確。
• 儘管USB逐漸普及，但仍面臨供電不足與標準混亂等問題，無法對應筆電等高功率設備。

USB PD的誕生與演進：邁向高功率與雙向供電（2012年～2021年）

• 2012年：USB PD 1.0登場。最大可提供100W（20V・5A）電力，足以為筆電等大型設備充電。
• PD 1.0以五種「Profile」定義供電能力。透過設備間協商（Negotiation）調整電壓與電流以實現安全供電。不過由於當時USB接頭仍固定供電5V，無法實現雙向供電。
• 2014年：USB PD 2.0登場。由Profile制改為PDO（Power Data Object），提高靈活性；同年Type-C接頭誕生，推動USB PD進一步進化。Type-C以對稱設計著稱，正反皆可插入。
• 2015年：USB PD 3.0登場。新增PPS（可編程供電）功能，可以20mV為單位細緻調整電壓，大幅提升充電效率，也更適合鋰電池充電。同時加入設備認證機制，提高安全性。

USB PD 3.1與GaN技術：實現更高功率與效率（2021年～）

• 2021年：USB PD 3.1登場。導入EPR（Extended Power Range），可提供高達240W（48V・5A）電力。隨著GaN（氮化鎵）技術發展，USB PD電源裝置實現小型化與高效率。以EPC9195為代表的GaN開發模組問世，使USB PD 3.1效能發揮至極致。

USB PD的未來：為各類設備供電

USB PD的應用領域將不限於筆電、智慧手機、平板等行動裝置，更可能擴展至家電與工業設備等多樣領域。隨著USB PD 3.1與GaN技術的進化，未來可能會進入所有設備皆透過USB Type-C進行充電的時代。

Unifive目前已推出多款結合GaN技術的最新PD解決方案與次世代小型AC變壓器產品。

也提供小量客製化服務，歡迎洽詢樣品與合作方案，請隨時聯繫我們的業務窗口。

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