脫離電源線(xiàn)，解密USB供電的奧秘

　　除了提供方便、快速而又可靠的數(shù)據(jù)傳輸外，USB還有一個(gè)非常方便的功能，那就是透過(guò)接口的相接進(jìn)行電力傳輸、也就是所謂的充電。然而，目前的USB充電最高仍只能提供到7.5瓦的電力；參考圖一我們可以了解到目前各個(gè)主流USB技術(shù)規(guī)格的電力傳輸限制，就現(xiàn)階段而言，USB 2.0規(guī)格能傳輸2.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供500mA電流）、USB 3.0規(guī)格能傳輸4.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供900 mA電流）、而B(niǎo)attery Charging 1.2則容許傳輸7.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供1500 mA電流），這樣的供電規(guī)格進(jìn)化雖然能符合可攜裝置如手機(jī)或MP3的充電需求，但通常需時(shí)較長(zhǎng)，且要能滿(mǎn)足大尺寸并需消耗較大功率產(chǎn)品如屏幕顯示器或筆記本電腦的供電，則是力有未逮。

　　百瓦供電 Power Delivery打造多樣化應(yīng)用可能

　　為了更加普及USB在不同裝置供電上的應(yīng)用、并減少電源線(xiàn)的配置，全新的USB Power Delivery便應(yīng)運(yùn)而生。USB-IF于日前宣布了這項(xiàng)名為USB Power Delivery（簡(jiǎn)稱(chēng)PD）的電力傳輸規(guī)范，旨在透過(guò)高達(dá)100瓦的電力傳輸量，讓各種裝置均能透過(guò)單獨(dú)一條USB線(xiàn)纜滿(mǎn)足供電需求，而縮短裝置充電時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，更能優(yōu)化行動(dòng)應(yīng)用的便利性。其基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)（如圖二所示）就是在芯片組中透過(guò)電力儲(chǔ)存的功能，讓電力得以暫存、并傳輸至需要電力的裝置上，同時(shí)，Power Delivery具備雙向性的特點(diǎn)，容許裝置間在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)一邊充電，省時(shí)便利的作法更加提升其使用上的效率，并不再需要傳統(tǒng)的電源線(xiàn)，使電源線(xiàn)材統(tǒng)一化。

　　以圖三的實(shí)際應(yīng)用情境為例作說(shuō)明，在傳統(tǒng)的使用情境中，主機(jī)作為供電者，可以提供電力給相連接的屏幕顯示器、筆電、或硬盤(pán)；而手機(jī)和硬盤(pán)作為被供電者，則可吃主機(jī)或筆電的電；而若是屏幕顯示器和筆電都支持USB Power Delivery，則在此一技術(shù)架構(gòu)下，屏幕顯示器和筆電都既可是供電者、也可以是被供電者，因此，當(dāng)筆電電量不足或沒(méi)有攜帶電源供應(yīng)器時(shí)，即可透過(guò)屏幕來(lái)供電，而當(dāng)屏幕需要電力時(shí)，也可透過(guò)主機(jī)或筆電進(jìn)行供電，這兩者也可以在其他裝置像是手機(jī)、硬盤(pán)等需要電力時(shí)，透過(guò)USB接口傳遞電力，并且與此同時(shí)仍能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。這樣雙向性的靈活運(yùn)用，也使得USB Power Delivery此一規(guī)格成為各家廠商眾所期待的新技術(shù)應(yīng)用。

　　完整配套 確保技術(shù)無(wú)縫銜接

　　USB Power Delivery技術(shù)規(guī)格已于2012年7月由USB 3.0與USB 2.0推廣小組宣布正式制定完成，目前規(guī)格版本為1.0，可同時(shí)兼容于USB 2.0與3.0兩種主流規(guī)格，目前并已放置于USB-IF網(wǎng)站提供下載。而為使此一技術(shù)能與既存的USB規(guī)格與整個(gè)應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)得以無(wú)縫銜接，USB Power Delivery在設(shè)計(jì)上特別注意到兼容性與可靠性，因此而有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　* 能完整運(yùn)作于既有的USB裝置上。

　　* 兼容于既有符合規(guī)格的USB 2.0、USB 3.0線(xiàn)纜與連接器。

　　* 禁止作用于非合法的線(xiàn)纜（如市面上常見(jiàn)的Y Cable）上，因此能減少風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)裝置的潛在破壞因素。

　　* 在發(fā)送端及接收端采取高效益低成本的設(shè)計(jì)架構(gòu)，電源管理機(jī)制能進(jìn)行不同裝置間的供電調(diào)整，藉而使工作效能優(yōu)化

　　* USB裝置間的電壓及電流值可透過(guò)既有的Vbus pin進(jìn)行溝通，不需額外的繁復(fù)裝置設(shè)定。

　　* 供電端（Source）與接電端（Sink）可互換角色，屬雙向式的電源供應(yīng)，在電源傳輸上有高度的彈性。

　　* 可共存于目前的USB Battery Charging 1.2，而不相沖突。

　　由此可見(jiàn)，USB Power Delivery在提供強(qiáng)大供電愿景的同時(shí)，也同時(shí)關(guān)注到在實(shí)際應(yīng)用層面上，是否能讓廠商在最簡(jiǎn)易的方式、與不需耗費(fèi)大量成本的狀況下，順利導(dǎo)入PD功能；以及使用者能否在最不需適應(yīng)的狀況下，就能直接享受到PD帶來(lái)的便利體驗(yàn)。

　　方便易用 市場(chǎng)普及指日可待

　　就市場(chǎng)面來(lái)看，除了Intel為主要的技術(shù)倡議者外，包括德州儀器（TI）、史恩希（SMSC）也將會(huì)是芯片此一規(guī)格的先驅(qū)者，進(jìn)行USB Power Delivery芯片組的開(kāi)發(fā)；而電源芯片組也將有安森美（ON Semiconductor）與恩智浦（NXP）等大廠的投入。在今年初甫落幕的美國(guó)國(guó)際消費(fèi)性電子展（International Consumer Electronics Show，CES），USB-IF也已在會(huì)中展示了實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用，透過(guò)一臺(tái)接電且符合USB Power Delivery功能的屏幕顯示器，可透過(guò)USB線(xiàn)纜供電給一臺(tái)功率為65瓦的筆記本電腦，并可再與另一臺(tái)屏幕相連作為延伸桌面顯示，透過(guò)這樣簡(jiǎn)單的展示，便可讓人對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生無(wú)限想象。

　　在高速傳輸接口之爭(zhēng)中，盡管Thuderbolt擁有比USB更快速的傳輸速度，但USB在功能上另辟蹊徑針對(duì)供電能力的大躍進(jìn)，創(chuàng)造了未來(lái)更便利的使用情境，再加上USB接口在成本上的優(yōu)勢(shì)、以及整個(gè)市場(chǎng)消費(fèi)者的高接納度，在短期內(nèi)必然也將持續(xù)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。相信在不久的將來(lái)，USB Power Delivery的標(biāo)志（如圖四）也將逐步滲透各式電子產(chǎn)品與應(yīng)用場(chǎng)域。