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從7.5W到240W：USB PD3.1的進化歷程一覽

來源：充電頭網(wǎng) 2021-05-28 14:03:48

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2010年，USB BC1.2發(fā)布，5V 1.5A。

2021年，距離USB-IF發(fā)布PPS已經(jīng)過去四年，最近USB PD 3.0也將升級為USB PD 3.1。

新的USB PD 3.1快充標準將支持最高48V的電壓輸出，充電功率同步提升至240W，是十一年前的32倍!

目前PPS已經(jīng)是安卓陣營占有率非常高的快充形式，而USB PD 3.1則有更大的野心，比如將“萬物皆可快充”貫徹到底!

USB 3.1≠USB PD 3.1

很多人看到USB PD 3.1，可能眼睛一花看成USB 3.1，所以請允許我們浪費一些筆墨對此稍作分辨。

USB 3.1是一種數(shù)據(jù)傳輸方面的傳輸標準，這個家族以USBX.X命名也有一段復(fù)雜的往事，經(jīng)常讓消費者摸不著頭腦。

USB PD，英文全稱為USB Power Delivery。USB PD 3.1則是目前PD快充的最新標準，主要在充電速度和兼容性上發(fā)力。

在USB PD 3.1之前，我們使用最久，感知最強的就是那個經(jīng)常在各種充電評測、拆解中看到的USB PD 3.0。再往前，就屬于“遠古時期”了。

簡單說，兩者都依托USB接口(其中USB-C出場率最高)，USB 3.1負責(zé)定義數(shù)據(jù)傳輸速度，USB PD 3.1則負責(zé)充電功率和兼容性。

即是輝煌，也是包袱

USB PD 3.0問世于2015年，在蘋果為代表的巨頭集體推動下，目前已經(jīng)有相當(dāng)大的“勢能”。

PD快充從手機、平板電腦、筆記本電腦站穩(wěn)腳跟后，逐漸向顯示器、新能源汽車、電動工具、IoT設(shè)備等市場邁進。

僅以手機為例，權(quán)威市調(diào)機構(gòu)IDC發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，2020年全球智能手機出貨量達12.9億部。

其中蘋果的2.061億部iPhone 便兼容USB PD 3.0快充，其他品牌的快充或多或少都和USB PD 3.0有些關(guān)系。

這里要插一句，蘋果絕對是PD快充推廣的最大“功臣”。

據(jù)了解，蘋果公司自2017年推出iPhone 8系列手機以來，目前已陸續(xù)發(fā)布了14款支持PD快充的iPhone機型。

其中，2020年推出的iPhone 12系列更是開創(chuàng)性的取消了標配充電器;僅這一款機型就給市場增加了上億臺USB PD快充設(shè)備，并讓數(shù)十億規(guī)模的PD快充配件的市場得到釋放。

除了普及度高，當(dāng)年USB-IF發(fā)布PD1.0標準時，曾描繪的最高可達100W供電能力的美好想象也已經(jīng)實現(xiàn)。

現(xiàn)在隨便一搜就有很多支持100W PD快充充電器，大多還是氮化鎵，消費者可以根據(jù)自己的需求和喜好進行挑選。

雖然通用的100W很美好，但手機廠商并不滿足，在各種私有協(xié)議下突破100W。私協(xié)終究只是私協(xié)，通用性永遠是七寸。

不過USB-IF也有些無奈，由于端子和線纜的限制，USB-C傳輸電流限制為5A，USB PD 3.0的電壓為20V，100W的功率已經(jīng)是頂天的了。某種意義上，曾經(jīng)規(guī)劃的100W輝煌愿景，現(xiàn)在已經(jīng)成為“歷史的包袱”。

作為有志于“一統(tǒng)天下”的超級協(xié)議，USB PD 3.1自然不能忽略大眾的需求。

本次更新之下，USB PD 3.1通過擴展電壓至48V，電流5A不變，使得承載的功率提高到240W。

萬物皆可快充

很多東西看起來簡簡單單，多年以后回望時卻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時邁出了關(guān)鍵性的一大步。

USB PD 3.1也是這樣。從技術(shù)上講，本次規(guī)范僅新增28V、36V、48V三個電壓檔位，分別對應(yīng)的是6節(jié)電池、8節(jié)電池和10節(jié)電池的應(yīng)用。

但放眼智能設(shè)備的大潮，這次PD快充標準拓展了眾多全新的應(yīng)用領(lǐng)域，包括電腦、服務(wù)器、電機驅(qū)動和通信電源等。

很多人覺得筆者在替USB PD 3.1吹牛皮，那就以電動工具市場簡單舉個例子。

目前內(nèi)置電池的電動工具普及度越來越高，僅2020年電動工具的出貨量達到了4.9億臺，而大部分電動工具都是采用多串的鋰電池組供電，USB PD 3.1標準的發(fā)布將推動電動工具從傳統(tǒng)線性充電向USB PD快充的迭代，并可簡化充電電路設(shè)計，降低總體成本并改善快充體驗。

除此之外，USB PD 3.1標準還可應(yīng)用于安防領(lǐng)域POE供電、兩輪電動車、IOT物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等領(lǐng)域，優(yōu)化設(shè)備成本。

可以說，USB PD 3.1開啟了萬物皆可快充時代的大門!

真環(huán)傳

蘋果以環(huán)保之名取消iPhone的充電器，但又因為維修政策被指“賬面環(huán)保”。筆者認為，USB PD的廣泛普及才是真環(huán)保。

鑒于羅老師直播賣貨開啟《真還傳》，咱也用個諧音梗(別扣錢)——USB PD的發(fā)展史便是《真環(huán)傳》。而USB PD 3.1便是這部“好書”的重要篇章。

在徹底的無線時代來臨之前，接口是必不可少的。如上圖所示，USB接口中，Type-C漸成主流，但在無數(shù)設(shè)備中，仍然有許多不同的接口，這就要不同的線材來搭配使用。即使是歷史發(fā)展問題，即使考慮到各行業(yè)都有自己的“行規(guī)”，但是不通用的線材本質(zhì)上就是浪費，而且是極大的浪費。

USB PD 3.1的野心便在于此，把USB PD的應(yīng)用由傳統(tǒng)的手機和筆記本電腦供電，擴充到更廣泛的領(lǐng)域，讓USB PD成為真正大一統(tǒng)的供電標準。

因為USB PD是有強大基礎(chǔ)的通用標準，已經(jīng)有無數(shù)產(chǎn)品主動兼容PD，整體規(guī)模相當(dāng)龐大。這種慣性讓PD的成長伴隨著新技術(shù)，新工藝的應(yīng)用，競爭力十足。

到了那個時候，不管是充電器、線材、還是各種設(shè)備，都兼容PD協(xié)議。一款充電器可以給手機充電，可以給電腦供電，也可以用在電動螺絲刀上，甚至還可以給小電驢充電。

一方面生活中大部分設(shè)備都通用一種充電方式，大家也不用換來換去，甚至出遠門只帶一套充電設(shè)備即可;另一方面咱們消費者在快充普及完成的差不多時，商家真的不用再配充電器、線材這些，我們也不用另外花錢買一些“可能用不著另外花錢的東西”，雙方都省錢省事。

按照這個趨勢發(fā)展下去，重復(fù)制造減少啦，電子垃圾變少啦，世界都更美好啦。而且這筆賬也可以從“規(guī)模效應(yīng)”來算：制造規(guī)模越大，各方面議價能力就越強，研發(fā)投入也被攤薄，最終制造成本下降。并且在這個過程中，整個行業(yè)會越來越成熟，消費者不僅有更多的選擇，更有可能買到物美價廉的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

總的來說，USB PD 3.1推動“連接”和充電這兩件事情更加統(tǒng)一，從根本上降低了智能設(shè)備在充電上的“消耗”。筆者相信USB PD 3.1可以對地球環(huán)保、減少電子垃圾，萬物互聯(lián)起到重要的推動作用。

PD 3.1 x GaN

這幾年，說到USB PD，就不能不提GaN。

憶往昔，PD快充和GaN氮化鎵作為好朋友好兄弟，一實一虛互相促進，終成佳話。

據(jù)統(tǒng)計，目前已有數(shù)十家主流電源廠商開辟了氮化鎵快充產(chǎn)品線，推出的氮化鎵快充新品多達數(shù)百款。

甚至就連蘋果也將在2021年推出氮化鎵快充，那必須兼容PD快充呀!

讓整個行業(yè)歡欣鼓舞的是，氮化鎵已經(jīng)寫入十四五規(guī)劃，這意味著國家層面的大力扶持。

就消費電源產(chǎn)業(yè)而言，隨著氮化鎵技術(shù)及市場化應(yīng)用逐漸成熟，大規(guī)模量產(chǎn)將帶來巨大的成本優(yōu)勢，未來的快充市場也將被氮化鎵技術(shù)徹底激活，不斷刺激傳統(tǒng)快充配件市場全面開啟產(chǎn)品迭代模式。

氮化鎵是硬件，協(xié)議層面必須要抓住機會，和兄弟一起闖天下。氮化鎵已經(jīng)通過市場多年檢驗，可靠性沒有問題。筆者大膽猜測，USB-IF協(xié)會選擇在這個時間點推出USB PD 3.1，未嘗沒有和氮化鎵協(xié)同進步的考慮。

放眼未來，更小更精致的氮化鎵充電器，可以為更大、更多、更廣泛的設(shè)備進行更快的充電，并且在大規(guī)模生產(chǎn)之下成本被良好的控制住，這就是PD 3.1×GaN的威力，也是筆者心中美好的充電藍圖。

一些評論

當(dāng)然了，任何事物的發(fā)展都需要一個過程，中間可能會發(fā)生任何事情，也會有或贊同或不同的聲音。PD 3.1剛官宣幾天，各大平臺已經(jīng)開始熱議，有人期待未來的游戲本，也有人擔(dān)心各種安全問題。