目前我們大多數(shù)Type-C接口仍然采用的是PD3.0快充協(xié)議，按當前用戶的使用場景來看功率也完全夠用，那么PD3.1快充協(xié)議是什么？USB PD3.1到底有沒有必要？

不妨我們先了解一下PD3.1:

5月25日，USB-IF協(xié)會推出了USB Type-C線纜和接口標準v2.1版本，其中更新了有關(guān)供電能力的章節(jié)。USB PD3.1規(guī)范將原來的USB PD3.0內(nèi)容歸到標準功率范圍（Standard Power Range，簡稱SPR）里面，最大功率保持100W不變；同時增加了擴展功率范圍（Extended Power Range，簡稱EPR），最大功率由100W擴展到240W。

根據(jù)USB-IF協(xié)會公布的資料顯示，在擴展功率范圍EPR中，新增了28V、36V和48V三種固定電壓檔和三種可調(diào)電壓檔（Adjustable Voltage Supply，簡稱AVS）。

其中最大電流等級維持最大5A不變；100-140W功率是28V AVS，電壓范圍是15V-28V；大于140W到180W功率是36V AVS，電壓范圍是15V-36V；大于180W到240W是48V AVS，電壓范圍是15V-48V。

在USB PD3.1標準下，USB Type-C線纜分20V等級的普通線纜和50V等級的EPR線纜兩種規(guī)格。超過100W的功率輸出，不僅需要使用EPR（擴展功率）的5A線纜，而且還必須在Source，Sink和Cable之間通過EPR特定信息握手才能由SPR進入到EPR；如果線纜是固定在充電器上的Captive cable，則只需要Source和Sink之間握手即可。

由于電壓等級大幅度調(diào)高，所以安全問題非常重要，EPR對連接器和線纜等的安規(guī)提出更高的要求。需要重點關(guān)注IEC 62368關(guān)于限功率電源（Limited Power Supply，簡稱LPS）的規(guī)定。

值得注意的是，本次USB PD3.1規(guī)范的制訂中，華為、小米、立訊精密、慧能泰等多家國內(nèi)公司都積極參與其中，為新標準做出了重要貢獻，被寫入標準起草企業(yè)目錄。

USB-IF全稱為USB Implementers Forum，成立于1995年，總部位于美國，由Apple蘋果、HP惠普、Intel英特爾、Microsoft微軟、Renesas瑞薩、ST意法半導體、TI德州儀器等公司共同開創(chuàng)。2020年12月會員總數(shù)累計已經(jīng)突破12000家。

USB-IF是一個致力于發(fā)展Universal Serial Bus技術(shù)并推廣其應(yīng)用的非營利性組織，USB通過提供標準并統(tǒng)一化的傳輸接口規(guī)格，讓計算機與外圍配備間的連接傳輸變得輕松容易，省去使用外接卡或交換器的不便。一般應(yīng)用USB規(guī)格的信息產(chǎn)品包羅萬象，諸如計算機、相機、打印機、鍵盤、鼠標、屏幕、網(wǎng)絡(luò)裝置、手機及各種新式消費電子產(chǎn)品。

接下來我們看看USB充電標準發(fā)展歷程：

2010年，USB-IF協(xié)會下屬的BC（Battery Charging）小組制定BC1.2（Battery Charging V1.2）協(xié)議，主要用于規(guī)范電池充電的需求，該協(xié)議最早基于USB2.0協(xié)議來實現(xiàn)。后來的QC、AFC、SCP、FCP等幾乎所有的私有快充標準（蘋果除外）都是從BC1.2延申而來。

2012年7月，USB-IF發(fā)布了基于當時普遍存在的USB-A和USB-B接口的USB PD1.0標準，描繪了通過USB 3.0 和USB 2.0 接口最高可達100W供電能力的美好想象，但其使用24MHz頻率，耦合到電源線載波，由于信號完整性及雙向功率傳輸問題，很快被USB PD2.0所替代。

2014年8月，USB-IF協(xié)會發(fā)布了具有革命性意義的Type-C 1.0接口標準和USB PD2.0 標準，通過USB-C連接器和在線纜中增加CC通信線，實現(xiàn)了功率雙向傳輸和最大100W供電的設(shè)想，解決了USB PD1.0實行中遇到的難點。

2015年底，USB-IF協(xié)會推出了USB PD3.0標準，并在2017年2月發(fā)布了USB PD3.0標準的重要更新，在USB PD3.0標準的基礎(chǔ)上增加了可編程電源PPS。PPS是安卓陣營占有率非常高的快充形式，通過20mv的精細調(diào)節(jié)，配合手機內(nèi)置電荷泵，可實現(xiàn)100W大功率快充。

PD3.1的行業(yè)意義：

USB PD3.1規(guī)范的推出，將會帶領(lǐng)USB PD快充芯片進入一個更大的市場，不僅局限于手機充電、筆記本電腦充電的應(yīng)用。

本次規(guī)范新增的28V、36V、48V電壓，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。使得USB 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。

由于端子和線纜的限制，USB-C傳輸電流限制為5A，USB PD3.0的電壓為20V，100W的功率，限制了大功率使用場景。USB PD3.1通過擴展電壓至48V，電流5A不變，使得承載的功率提高到240W。

對于電腦應(yīng)用而言，目前的USB PD3.0標準的最大100W功率僅夠維持部分輕薄型筆記本電腦的供電需求，更大功率的游戲本還是需要繼續(xù)使用傳統(tǒng)的大型DC適配器。

USB PD3.1標準可提供最大240W的充電功率，這幾乎覆蓋了所有高性能獨顯游戲本、移動工作站以及部分臺式機供電，同時還將進一步提升USB PD快充標準在消費類電源領(lǐng)域的普及率，用先進的USB PD3.1適配器取代傳統(tǒng)笨重的電源適配器。

USB PD3.1規(guī)范覆蓋了24V母線電機驅(qū)動的電源供應(yīng)，比如電動工具市場。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 PD3.1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 PD3.1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。

總結(jié)：

USB PD3.1當然是有必要的，這次推出的PD3.1是非常有野心的標準升級，把USB PD的應(yīng)用由傳統(tǒng)的手機和筆記本電腦供電，擴充到便攜式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家居、通信和安防設(shè)備、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域，讓USB PD將成為真正大一統(tǒng)的供電標準，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。

審核編輯：湯梓紅