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），我们将为您进行详细解说。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，提供功能性的说明和基础信息。

自从在Techno-Frontier 2018发表USB PD产品以来，我们收到了大量关于“什么是USB PD（Power Delivery）？”的咨询，因此在本页面中进行解说。这种可以多设备充电的设备，会根据连接的设备自动调整电力，非常方便。

在上一次的Techno-Frontier展会上，本公司展示了两款USB PD（Power Delivery）新产品。我们收到了到场来宾的热烈反响，深表感谢。根据近年来收到的客户需求，ユニファイブ开发了40W和60W的USB PD产品2种机型，之后也扩大了产品阵容，并已推出65W产品。

USB PD（Power delivery）是什么？

USB PD——实现数据传输与高功率供电的次世代USB魅力

USB PD（USB Power Delivery）是一项通过一根USB线缆实现数据传输和高功率供电的新技术。与传统USB不同，USB PD兼容的AC适配器可通过USB Type-C线缆同时传输电力和数据，最大限度发挥USB的性能。借助这项技术，供电能力大幅提升，不仅能为智能手机和平板电脑充电，还可支持需要较高电力的笔记本电脑等大型设备的充电。

以下是USB PD的功能简要总结。

• 与传统的USB1.1（2.5W）、USB3.0（4.5W）、USB-BC1.2（7.5W）相比，USB PD可提供高达100W的电力。

• 电力的供给与接收不再固定，可进行供电与受电的角色互换（Role Swap）。例如，原本由PC为外接电池充电，通过Role Swap功能可以由外接电池来为PC充电（使用Type-C线缆）。
• 可实现多设备电力供给的最优化。

• 可根据连接设备自动调节电力。

近期的USB动向

近年来，在车内、公交车上甚至飞机上，各种场所都可以看到USB接口。此外，从电脑的USB接口获取电力也已成为日常。USB正逐渐成为智能手机等小型设备的普遍充电接口。

传统的USB接口主要用于通过USB驱动进行数据传输，但用户逐渐开始将其不仅用于数据通信，也用于进行电源供给。

通过USB PD 3.0实现安心使用

由USB标准化组织USB-IF（Implementers Forum）制定的最新标准USB PD 3.0，旨在排除劣质电缆和不符合标准的市场产品，从而实现USB PD的安心使用。

与2.0相比，USB PD 3.0提高了Role Swap的速度，即使在发生供电中断的情况下也能降低数据损坏的风险。

此外，还新增了C-AUTH=USB Type-C Authentication的设备间认证功能，可在设备之间检查电缆或连接设备是否为可信产品，如有问题则自动限制其功能。

＊点击查看关于USB-TypeC的解说

USB PD 3.1：进化至最大240W供电

虽然目前市面上以USB PD 3.0为主流，USB-IF（Implementers Forum）于2021年5月26日公布了USB Power Delivery（USB PD）Revision 3.1的新规格。

这是一次重大更新，使得USB Type-C®的线缆与连接器可实现高达240W的电力传输。如上所述，至今为止USB PD使用额定电流5A的USB Type-C线缆实现20V的方案，供电上限为100W。

与此同时，USB Type-C规范也已在2.1版本中更新，增加了240W线缆的要求。此外，USB PD的协议和供电定义也已更新，使原本100W无法满足电力需求的设备，如今也能适用USB PD。

新一代的USB PD架构定义了更为严格的电力协商协议，确保在高功率使用下的安全性。使用100～240W电力的产品，其安全要求将更为严格，遵守各国相关的安全法规实施。

借助USB Power Delivery 3.1的新功能，如大型笔记本电脑等高功率设备也有望从传统电源接口全面转向USB Type-C。

新增三种固定电压选择，通过EPR（扩展功率范围）实现高功率供电

USB PD 3.1规范的主要特点之一是新增了三种固定电压选择。除了此前SPR PDO和SPR APDO规格的5V、9V、15V、20V外，还新增了28V（超过100W）、36V（超过140W）、48V（超过240W）的固定电压。USB PD 3.1的主要新功能——EPR（Extended Power Range），使得20V以上的供电成为可能。通过EPR，新增的28V、36V、48V电压分别支持超过100W、140W、180W的电力供给。

EPR模式：实现高功率供电的安全协议机制

EPR模式是为安全实现高功率供电而设立的通信协议。电源端（Source）与设备端（Sink）会在进入EPR模式之前相互确认功能，并就电力供应达成安全协议。

以下为USB3.1推出之前的相关历程和各项规格的表格汇总。

USB PD带来的极速与最优充电体验

不仅实现高功率供电，USB Type-C还配备了名为CC（Configuration Channel)的专用信号线，当连接USB PD兼容设备时，将自动检测最适电力并快速开始充电。

 Type-C线缆的进化：EPR支持带来更高安全性

随着USB PD 3.1的扩展，USB Type-C线缆规范也升级至2.1版。支持EPR的线缆配备了称为E-Marker的芯片，表明其支持50V・5A。由此可提升大功率供电时的安全性与可靠性。

与GaN技术结合，实现高效与小型化

GaN（氮化镓）作为次世代半导体材料备受瞩目。采用GaN的功率器件相比传统硅制器件具有更低电力损耗与更高开关速度。将GaN技术应用于USB PD 3.1电源，可兼顾高效率与小型化。

USB PD发展历史时间线

上文着重解说了什么是USB PD与最新USB PD 3.1，在本节将按照时间线回顾USB PD的发展历程，加深对技术演进的理解。

USB PD之前：低功率充电与标准混乱（1996年～2012年）

• 1996年：USB 1.0登场，起初以数据传输为主，但也可为外围设备供电。然而供电能力仅为5V・100mA，难以用于充电。
• 2000年：USB 2.0登场，不仅数据传输速度提升，供电能力也提升至5V・500mA，开始用于为手机等设备充电。
• 2007年：USB电池充电标准BC 1.1发布。虽然电压仍为5V，但最大电流提升至1.5A，实现最高7.5W供电。
• 2010年：USB BC 1.2发布，充电行为的标准更进一步规范。
• 尽管USB充电开始普及，但仍面临电力不足及标准混乱等课题，仍无法适用于对电力要求更高的设备如笔记本电脑。

USB PD的诞生与演进：高功率与双向供电时代（2012年～2021年）

• 2012年：USB PD 1.0登场，实现最大100W（20V・5A）电力供给，支持笔记本等大型设备充电。
• USB PD 1.0定义了5种标准Profile方式来区分供电能力，并通过主机与设备间的电压/电流协商保证供电安全。但由于传统USB接口持续输出5V，无法实现双向供电。
• 2014年：USB PD 2.0登场，由Profile方式转向PDO（Power Data Object），实现更灵活供电。同年Type-C接口登场，加速USB PD发展。Type-C采用上下对称设计，小巧且无需区分正反插。
• 2015年：USB PD 3.0登场，新增PPS（Programmable Power Supply）功能，可以20mV单位细致调节电压，显著提升充电效率。PPS还优化了锂电池等的充电行为。PD 3.0还加入设备认证规定，提升安全性。

USB PD 3.1与GaN技术：迈向更高功率与效率的未来（2021年～）

• 2021年：USB PD 3.1推出，新增EPR（Extended Power Range），可达最大240W（48V・5A）功率。同时，GaN技术的发展也推动USB PD电源更加高效与小型化。以EPC9195为代表的GaN参考设计，使USB PD 3.1的性能得以最大化发挥。

USB PD的未来：为所有设备供电

USB PD不仅用于笔记本、智能手机、平板等移动设备，也被期待在家电、工业设备等多个领域应用。借助USB PD 3.1与GaN技术的演进，未来或许将迎来所有设备都能通过USB Type-C线缆充电的时代。

ユニファイブ拥有多样基于最新PD解决方案并融合GaN的次世代小型AC适配器产品。

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