什么是USB PD(Power Delivery-パワーデリバリー)？

什么是USB PD（Power delivery-电力传输），我们将进行详细解说。包括PD标准USB PD3.0以及最新的PD标准USB PD3.1等，结合当前的USB情况，提供功能性说明和基本信息。

在TECHNO-FRONTIER 2018上发布USB PD产品后，我们收到了许多关于“什么是USB PD（Power Delivery）？”的提问，因此在本页面进行说明。这款支持多设备充电的设备可根据连接设备自动调节供电，非常方便。

在上一次的TECHNO-FRONTIER展会上，我们公司展示了两款新型USB PD（Power Delivery）产品。得到了来场观众的高度评价，我们深表感谢。回应近年来客户的需求，UNIFIVE已开发出两款40W和60W的USB PD产品，并持续扩展产品线，目前还发布了65W产品。

什么是USB PD（Power Delivery）？

USB PD：实现数据传输与高功率供电的下一代USB技术

USB PD（USB Power Delivery）是一项通过一根线缆即可实现数据传输与高功率供电的USB新技术。与传统USB相比，支持USB PD的AC适配器可通过USB Type-C线缆同时提供电力和数据，使USB的性能得以最大化。借助此技术，相较于传统USB充电方式，实现了更高的供电能力，不仅支持智能手机和平板电脑的充电，也可为笔记本电脑等高功耗设备供电。

以下是对USB PD功能的简要总结。

• 与传统USB1.1（2.5W）、USB3.0（4.5W）、USB-BC1.2（7.5W）相比，USB PD可实现最高100W的供电。

• 取消固定的供电方与受电方概念，可实现供电与受电互换（角色切换）。例如，原本由PC为外接电池充电，通过角色切换功能可反向由外接电池为PC充电（以Type-C线缆为例）。
• 可对多个外部设备的电源进行最优化。

• 根据连接设备自动调节供电。

最近的USB趋势

如今，无论是车内、公交车还是飞机等各种公共场所，都能看到USB端口的存在。此外，从电脑的USB端口获取电力已成为日常。USB确实成为了智能手机等小型设备的通用充电接口。

传统的USB端口主要用于借助USB驱动程序实现数据传输，但用户逐渐将其用途从仅限于数据通信转变为电力供应源，包括充电等需求不断扩展。

使用USB PD 3.0安心体验USB PD

由USB标准制定组织USB-IF（Implementers Forum）制定的最新规范USB PD 3.0，旨在从市场中剔除劣质线缆与不符合规范的产品，使USB PD的使用更加安全可靠。

与2.0版本相比，USB PD 3.0中的角色切换速度更快，即使供电突然中断，也能降低数据损坏的风险。

此外，新加入的C-AUTH（USB Type-C Authentication）设备间相互认证功能，可在设备间检测是否为可信产品，若存在问题将自动进行功能限制。

＊关于USB-TypeC的说明请点击这里

USB PD 3.1：支持最高240W供电的升级

USB PD 3.0目前已成为主流，USB-IF（Implementers Forum）于2021年5月26日发布了USB Power Delivery（USB PD）修订版3.1的新规范。

这是一项重大更新，使通过USB Type-C®线缆和连接器实现最高240W供电成为可能。如上所述，以前的USB PD使用最大5A的USB Type-C线缆，在20V解决方案中将电力限制为100W。

相应地，USB Type-C规范也在2.1版本中更新，明确了240W线缆的要求。同时，由于USB PD的协议和电源定义也已更新，USB PD可应对更多过去100W无法满足的设备。

新一代USB PD体系架构定义了更加严格的电力协商协议，确保了对高功率供电能力的安全访问与使用。值得注意的是，使用100〜240W电力的产品，其安全要求比低功耗产品更为严格，并将根据销售国家的监管规定适用具体安全规范。

借助USB Power Delivery 3.1的新功能，高功耗设备如大型笔记本电脑等今后有望从传统电源接口转向USB Type-C标准。

通过EPR（扩展电力范围）实现更高功率输出，新增3种固定电压可选

USB PD 3.1规范的主要特点之一是新增三种固定电压可选择。在原有SPR PDO、SPR APDO（如5V、9V、15V、20V）基础上，新增28V（100W以上）、36V（140W以上）、48V（240W以上）的固定电压。USB PD 3.1的关键新功能——EPR（Extended Power Range）支持20V以上供电，通过28V、36V、48V的固定电压满足分别超过100W、140W、180W的供电需求。

EPR模式：实现高功率供电的安全协议机制

EPR模式是一种确保高功率供电安全的通信协议。在进入EPR模式之前，电源方（Source）与设备方（Sink）会先确认彼此功能，并达成安全电力供给的协议。

以下为USB 3.1发展历程及各类规格的汇总表格。

USB PD实现极速与最优的充电体验

不仅实现了大功率供电，USB Type-C配备了名为CC（Configuration Channel）的专用信号通道，一旦连接支持USB Power Delivery的设备，即可自动识别最适电力，快速开始充电。

 Type-C线缆的进化：EPR支持提升安全性

随着USB PD 3.1的扩展，USB Type-C线缆的规格也被更新为2.1版本。兼容EPR的线缆内置名为E-Marker的芯片，表明其支持50V・5A，从而提高高功率供电时的安全性和可靠性。

与GaN技术结合实现高效率与小型化

GaN（氮化镓）作为下一代半导体材料受到关注。使用GaN的功率元件与传统硅基器件相比具有更低的能量损耗与更快的开关速度。将GaN技术用于USB PD 3.1的供电设备，可实现高效率化与小型化。

USB PD的历史沿革

上文围绕“什么是USB PD”、“USB PD 3.1”进行了说明，以下从时间轴角度回顾USB PD发展历史，帮助更深入地理解其技术进化过程。

USB PD之前：低功率充电与标准混乱（1996年〜2012年）

• 1996年：USB 1.0诞生。最初以数据传输为主目标，但也可以为外设供电。但输出仅为5V・100mA，难以用于充电。
• 2000年：USB 2.0发布。数据传输速度提升，供电能力提升至5V・500mA，也开始为手机等设备供电。
• 2007年：电池充电标准USB BC（Battery Charging）1.1发布。电压固定为5V，但电流提升至最大1.5A，实现最高7.5W供电。
• 2010年：USB BC 1.2发布，充电操作更为规范化。
• 该阶段USB充电逐渐普及，但仍面临电力不足与标准混乱的问题，像笔记本电脑等高功耗设备仍无法采用USB充电。

USB PD的诞生与演进：迈入高功率双向供电时代（2012年〜2021年）

• 2012年：USB PD 1.0发布。最大供电能力达100W（20V・5A），可支持高级设备如笔记本电脑充电。
• USB PD 1.0采用5种标准“配置文件”定义供电能力。通过主机与设备间协商电压与电流，实现安全供电。但因旧有USB接口常态输出5V电压，尚无法实现双向供电。
• 2014年：USB PD 2.0发布。供电方式从配置文件改为PDO（Power Data Object）方式，实现更灵活的供电。同时，USB Type-C接口问世，推动USB PD的进一步演进。Type-C接口结构小巧、对称设计支持任意方向插入。
• 2015年：USB PD 3.0发布。新增PPS（可编程电源），实现20mV电压精度的细致调节，显著提升充电效率。同时对锂离子电池等提升充电最优化功能。PD 3.0还加入了设备认证规范，增强了安全性。

USB PD 3.1与GaN技术：走向更高功率与高效率（2021年〜）

• 2021年：USB PD 3.1发布。引入EPR（Extended Power Range），最大供电能力达240W（48V・5A）。同时，依托GaN（氮化镓）技术的进步，USB PD电源的高效率化与小型化加速推进。像EPC9195这类使用GaN的参考设计出现，使USB PD 3.1性能得以充分发挥。

USB PD的未来：为所有设备供电

USB PD不仅适用于笔记本、手机、平板等移动设备，其未来也被期待应用于家电产品、工业设备等多个领域。随着USB PD 3.1与GaN技术的进步，未来所有设备通过USB Type-C线缆充电的时代或将到来。

UNIFIVE已推出大量以GaN为核心的次世代小型AC适配器，提供最新PD解决方案。

支持小批量定制，提供多元化灵活方案。如需样品或其他咨询，欢迎随时联系我司销售代表。

相关内容