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USB Type-C + Power Delivery 3.0全面進攻
是時候跟Micro USB說再見了!

【作者: 籃貫銘】   2018年08月07日 星期二

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蘋果總是市場發展的重要觀察指標。


從USB Type-C成為蘋果MacBook的唯一連接介面開始,Type-C幾乎就已經立於不敗之地;接著,Android陣營的採用;然後,iPhone(象徵著最後一塊拼圖)可能在2019年也加入Type-C介面。至此,Type-C有機會成為一個橫跨iOS、Android和PC平台的通用連接介面,完全展現「一線在手,希望無窮」的極致性能。


Type-C最大的魅力,就在於整合性。除了不用區分正反面,增加了使用的便利性外,最大的好處還是具備整合充/供電(Power Delivery;PD)技術的能力。當然,Type-C的裝置不一定支援PD,但現在沒有PD功能的Type-C應該是沒有市場可言,畢竟就是為了要整合供電和傳輸,人們才傾向使用單一介面。而本文的主角也是PD。


相較於以往的USB電池充電規範(USB BC;Battery Charging),能夠支援的電壓更多,也更高,同時也下向相容,而目前的PD規範已發展到3.0版本。最新更新版的PD 3.0增加了可編程電源供應(Programmable Power Supply;PPS)功能,尤其可相容各家快充協定,最新可支援到QC 4.0快充。



圖1 : 目前的USB PD規範已發展到3.0版本。(攝影/籃貫銘)
圖1 : 目前的USB PD規範已發展到3.0版本。(攝影/籃貫銘)

而到了目前的Type-C時代,PD技術的重要性又開始受到更多的關注,很大的一個原因就是使用者的應用場景的改變,尤其是多行動裝置的整合運用,這都要感謝持續進化的高速行動網路技術,特別是4G。


由於觀察到這個使用者行為的改變,USB協會(USB-IF)因此把PD技術的推廣列為重點項目,並在今年的COMPUTEX 2018展會上,結合了多家USB晶片供應商,共同展示了最新的PD技術與應用場景。


打開自己的包包,每個人至少都會有兩個以上的電子設備,智慧型手機、平板電腦、行動電源,或者是筆記型電腦;而這些設備又有跟其他周邊設備進行擴充和連接的需求,如螢幕、電視和投影機等。因此,能夠即時供電或者進行電力的補充是非常重要的功能,無論是從行動電源或PC供電。



圖2 : 一邊充電一邊觀看影片,對使用體驗是非常重要的改良。(攝影/籃貫銘)
圖2 : 一邊充電一邊觀看影片,對使用體驗是非常重要的改良。(攝影/籃貫銘)

在過去,手機在充電模式下是無法觀看影片,但在新一代的PD 3.0規範下,就可一邊充電一邊觀看影片,而這對使用體驗來說是非常重要的改良。


另一方面,由於輕薄設計的考量,新款的智慧型手機和平板電腦多數只剩下一個Type-C的連接阜孔位,而這個孔位不僅要用來傳檔、充電、接耳機,或者接螢幕,因此擴充裝置幾乎是人人必備,而PD則是這個擴充裝置的必備技術,


而除了擴充裝置有PD的需求,切換器(Switch)也同樣面臨需要增加PD技術支援的局面。由於行動應用當道,幾乎所有的顯示設備都會有連接行動設備的需求,因此新一代的切換器也會新增Type-C的介面,而搭載PD就變成了必要選項。



圖3 : 而除了擴充裝置有PD的需求,切換器(Switch)也需要增加PD技術支援。(攝影/籃貫銘)
圖3 : 而除了擴充裝置有PD的需求,切換器(Switch)也需要增加PD技術支援。(攝影/籃貫銘)

無線充電設備則是PD的另一個熱門應用領域,雖然在快充技術的影響下,普及速度不如預期,但長期來看,無線充電依然會成為重要的充電應用之一,因此具備PD技術也就成了不得不為的開發方向。


而提到快速充電,這也是促成PD 3.0迅速發展的一個關鍵。由於在PD 2.0之前,快充標準很難彼此相容,各陣營之間總是存在著整合的挑戰,而PD 3.0推出後則是一口氣解決了這個問題。


從PD 3.0的規範來看,就電流的部分並沒有異動,但就電壓方面,就涵蓋了低壓和高壓兩個部分,因此新版的PD 3.0就能同時實現高壓小電流和低壓大電流 兩種快充方案。此外,由於電壓調幅幅度改為20mV,因此就能結合如高通QC快充的高壓低電流與VOOC的低壓大電流的閃充兩種方案。



圖4 : 無線充電具備PD技術也是重要開發方向(攝影/籃貫銘)
圖4 : 無線充電具備PD技術也是重要開發方向(攝影/籃貫銘)

而這個關鍵的變更幾乎就把目前市場上主流的快充標準都能夠透過PPS的功能來進行整合,而這更增加了Type-C一統江湖的實力。


所以長期來看,USB介面端子勢必都會全面升級至Type-C的形式,因為即使下一代的具備20Gbps傳輸頻寬的USB 3.2規格,USB-IF也都建議各裝置統一採用Type-C型式為主。而在行動應用當道的時代,Type-C也必然會緊緊的擁抱PD技術,畢竟一邊充電,一邊上網,一邊直播,已經是現代生活的一部分。


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