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USB Type-C + Power Delivery 3.0全面进攻
是时候跟Micro USB说再见了!

【作者: 籃貫銘】2018年08月07日 星期二

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苹果总是市场发展的重要观察指标。


从USB Type-C成为苹果MacBook的唯一连接介面开始,Type-C几乎就已经立于不败之地;接着,Android阵营的采用;然后,iPhone(象征着最后一块拼图)可能在2019年也加入Type-C介面。至此,Type-C有机会成为一个横跨iOS、Android和PC平台的通用连接介面,完全展现「一线在手,希望无穷」的极致性能。


Type-C最大的魅力,就在于整合性。除了不用区分正反面,增加了使用的便利性外,最大的好处还是具备整合充/供电(Power Delivery;PD)技术的能力。当然,Type-C的装置不一定支援PD,但现在没有PD功能的Type-C应该是没有市场可言,毕竟就是为了要整合供电和传输,人们才倾向使用单一介面。而本文的主角也是PD。


相较于以往的USB电池充电规范(USB BC;Battery Charging),能够支援的电压更多,也更高,同时也下向相容,而目前的PD规范已发展到3.0版本。最新更新版的PD 3.0增加了可编程电源供应(Programmable Power Supply;PPS)功能,尤其可相容各家快充协定,最新可支援到QC 4.0快充。



图1 : 目前的USB PD规范已发展到3.0版本。(摄影/篮贯铭)
图1 : 目前的USB PD规范已发展到3.0版本。(摄影/篮贯铭)

而到了目前的Type-C时代,PD技术的重要性又开始受到更多的关注,很大的一个原因就是使用者的应用场景的改变,尤其是多行动装置的整合运用,这都要感谢持续进化的高速行动网路技术,特别是4G。


由于观察到这个使用者行为的改变,USB协会(USB-IF)因此把PD技术的推广列为重点项目,并在今年的COMPUTEX 2018展会上,结合了多家USB晶片供应商,共同展示了最新的PD技术与应用场景。


打开自己的包包,每个人至少都会有两个以上的电子设备,智慧型手机、平板电脑、行动电源,或者是笔记型电脑;而这些设备又有跟其他周边设备进行扩充和连接的需求,如萤幕、电视和投影机等。因此,能够即时供电或者进行电力的补充是非常重要的功能,无论是从行动电源或PC供电。



图2 : 一边充电一边观看影片,对使用体验是非常重要的改良。(摄影/篮贯铭)
图2 : 一边充电一边观看影片,对使用体验是非常重要的改良。(摄影/篮贯铭)

在过去,手机在充电模式下是无法观看影片,但在新一代的PD 3.0规范下,就可一边充电一边观看影片,而这对使用体验来说是非常重要的改良。


另一方面,由于轻薄设计的考量,新款的智慧型手机和平板电脑多数只剩下一个Type-C的连接阜孔位,而这个孔位不仅要用来传档、充电、接耳机,或者接萤幕,因此扩充装置几乎是人人必备,而PD则是这个扩充装置的必备技术,


而除了扩充装置有PD的需求,切换器(Switch)也同样面临需要增加PD技术支援的局面。由于行动应用当道,几乎所有的显示设备都会有连接行动设备的需求,因此新一代的切换器也会新增Type-C的介面,而搭载PD就变成了必要选项。



图3 : 而除了扩充装置有PD的需求,切换器(Switch)也需要增加PD技术支援。(摄影/篮贯铭)
图3 : 而除了扩充装置有PD的需求,切换器(Switch)也需要增加PD技术支援。(摄影/篮贯铭)

无线充电设备则是PD的另一个热门应用领域,虽然在快充技术的影响下,普及速度不如预期,但长期来看,无线充电依然会成为重要的充电应用之一,因此具备PD技术也就成了不得不为的开发方向。


而提到快速充电,这也是促成PD 3.0迅速发展的一个关键。由于在PD 2.0之前,快充标准很难彼此相容,各阵营之间总是存在着整合的挑战,而PD 3.0推出后则是一口气解决了这个问题。


从PD 3.0的规范来看,就电流的部分并没有异动,但就电压方面,就涵盖了低压和高压两个部分,因此新版的PD 3.0就能同时实现高压小电流和低压大电流 两种快充方案。此外,由于电压调幅幅度改为20mV,因此就能结合如高通QC快充的高压低电流与VOOC的低压大电流的闪充两种方案。



图4 : 无线充电具备PD技术也是重要开发方向(摄影/篮贯铭)
图4 : 无线充电具备PD技术也是重要开发方向(摄影/篮贯铭)

而这个关键的变更几乎就把目前市场上主流的快充标准都能够透过PPS的功能来进行整合,而这更增加了Type-C一统江湖的实力。


所以长期来看,USB介面端子势必都会全面升级至Type-C的形式,因为即使下一代的具备20Gbps传输频宽的USB 3.2规格,USB-IF也都建议各装置统一采用Type-C型式为主。而在行动应用当道的时代,Type-C也必然会紧紧的拥抱PD技术,毕竟一边充电,一边上网,一边直播,已经是现代生活的一部分。


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