USB Type-C 240W：引領未來電源！

2022-03-17 255

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USB PD快速充電標準重大更新

近日，通用序列匯流排 (USB) 標準組織 USB-IF 宣布修訂 USB PD 協定 3.1 規範，將 USB Type-C 的最大功率從 100W (20V, 5A) 提高到 240W (48V, 5A)。

同時，USB Type-C規格也更新至2.1版本，定義了240W線纜的要求，以滿足更高充電功率的應用需求。這是USB標準組織自2019年8月發布USB Type-C 2.0規範以來，對USB-C介面的機械和電子特性所做的重大修訂。

在USB-IF組織更新的USB Type-C電纜和介面標準v2.1版本中，充電功率最高可達240W，稱為擴充功率範圍（Extended Power Range），是目前最大100W的兩倍以上。但是，要支援240W PD快充，需要使用新的USB-C線。

新的 USB PD 協議規定了更嚴格的充電協議，特別是對於 100 ~ 240W 範圍內的產品（功率相對較低）。

USB PD協定3.1規範的新特性：

1）新增三種固定電壓：

28V電壓，用於100W以上的功率；
36V電壓，功率140W以上。
48V電壓，功率180W以上。

加上先前定義的固定電壓 5V、9V、15V 和 20V。

2）新的可調電壓模式

根據可用功率，可提供 15V 至三種最高電壓之一（28V、36V 或 48V）。

二

應用範圍廣泛，所有裝置均可充電

USB PD3.1 標準推動電源產業進入「萬物皆可充電」的時代，使得 USB PD 快速充電標準得到越來越廣泛的應用。

圖片來源：充電頭網絡

例如，對於遊戲筆記型電腦和顯示器等設備，大多數充電電壓低於 20V。當應用 USB PD3.1 快速充電標準時，只需在電腦輸入端添加降壓電路，即可滿足 100W 以上的高功率充電需求。

對於電動工具、電動自行車、工業電源或需要高壓電源的多串鋰離子電池設備，由於多串電池組的高壓特性，可以透過 USB PD3.1 擴展功率範圍的電壓直接進行適配。

USB PD3.1標準進一步提升了USB PD快充標準的通用性。其電壓和功率範圍涵蓋筆記型電腦、顯示器、電動工具、工業電源、伺服器等產品，真正實現了「萬物皆可充電」。同時，它也將帶來USB Type-C介面的統一化。 USB Type-C介面的亮點在於其更纖薄的設計、更快的傳輸速度和更強大的功率傳輸能力。

由於 USB Type-C 介面整合了數據、電源、視訊、音訊和網路等多種功能，因此廣泛應用於智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、桌上型主機和顯示器等智慧硬體設備，以及充電器、行動硬碟、耳機、USB、行動電源、線、相機、刮鬍刀和許多其他配件。

USB PD3.1 標準將進一步擴大 USB Type-C 介面在顯示器、伺服器、電動工具、安全 POE 電源、直流馬達等領域的應用。

三

QC快充和PD快充

目前主流的快速充電技術有兩種，一種是高通公司主導的QC快速充電，另一種是PD快速充電。

technology	快速充電（QC）	USB 供電 (PD)
開發者	高通公司	USB開發者聯盟
標誌LOGO
歷史版本	QC 1.0/2.0/3.0/4/4+/5	PD 1.0/2.0/3.0/3.1
最大輸出功率	100W	240W
通訊協議	快速充電相容於 USB PD 3.0	USB PD
備註	只要充電器支援QC快充技術並獲得認證，其LOGO就會出現在充電器外殼上。	只要獲得 USB-PD 認證，就能看到對應的 LOGO。

QC快充

Quick Charge (QC) 是高通公司開發的快速充電技術。任何搭載高通驍龍晶片的安卓手機都可以使用這項快速充電技術。除了支援多種搭載驍龍處理器的手機外，它還支援其他品牌的部分處理器。

technology	電壓	當前	最大功率	發布日期
QC1.0	5V	2A	10W	2013
QC2.0	5V，9V，12V	2A、1.67A	18W	2014
QC3.0	3.6V至20V，200mV動態增量	2.5A或4.6A	22W	2015
QC4.0	5V，9V	3A 4.7A〜5.6A	28W	2016
QC4.0+	5V、9V（USB-PD） 3V 至 5.9V 或 3V 至 11V，以 20mV 為增量（使用 USB-PD 3.0 可程式電源） 3.6V 至 20V，200mV 增量（QC 充電器）	3A(USB-PD) 2.5A 或 4.6A（QC）	28W	2017
QC5	5V、9V、12V、15V、20V	3A、5A或>5A	>45W	2020

USB PD快速充電

這是由USB-IF組織制定的快速充電規範。此規範可以實現更高的電壓和電流，提供高達240W的功率，並且可以自由改變功率輸出方向。

從USB充電標準的發展歷程可以看出，在USB PD快充標準發布之前，大多數設備都採用BC1.2協議充電，充電功率僅7.5W，使用範圍也僅限於手機、數位相機等產品。即使是為電池容量極小的功能手機充電，通常也需要2-3小時才能完成。

在 USB PD2.0 規範發布之前，USB-C 被指定為標準接口，最大快充功率為 100W。其應用範圍也從傳統功能手機擴展到智慧型手機、筆記型電腦、部分顯示器等產品領域。但我們必須承認，7 年前我們引以為傲的 100W 功率現在已經成為限制 USB PD 快速充電發展的不足之處。

USB PD3.1 標準的推出不僅將充電電壓標準提高到 48V，而且還將輸出功率提高到 240W，這也擴大了 USB PD 快速充電標準的適用範圍。

四

總結

目前USB-C的最大輸出功率為100W。在筆記型電腦產業，100W的功率僅能滿足大多數輕薄筆電的需求。雖然一些高效能遊戲本也支援PD協議，但它們只能用於充電。 100W遠遠無法滿足顯示卡+CPU的功耗。升級到240W後，基本上可以滿足大多數筆記本的充電需求。這意味著未來只需攜帶充電器即可滿足手機、平板電腦和筆記型電腦的充電需求，這將大大提升便攜性。因此，我們預測新的Type-C標準將加速其普及。然而，在新規範下，用戶需要新的USB充電頭和USB Type-C數據線才能達到240W的充電功率。 USB-IF表示，「所有新的EPR電纜都應在其外觀上具有明顯的標誌」。為了滿足240W標準，USB Type-C數據線需要支援5A 50V的電壓和電流。因此，新標準的實施也將帶動整個充電領域供應鏈的更新換代。我們將密切關注新標準的進展，歡迎大家關注我們的微信公眾號，以了解最新的電源供應動態。

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