自从USB-IF发布PPS以来已经过了四年,最近USB PD3.0也计划升级到USB PD3.1。 新的USB PD3.1快速充电标准支持最大48V的电压输出,充电功率同时上升到240W。
目前,PPS是安卓阵营占有率非常高的快速充电形式,但USB PD3.1有更大的野心,如贯彻“万物皆可快速充电”。
USB 3.1USB PD 3.1
因为很多人看USB PD3.1,可能眼花缭乱地看USB 3.1,所以用无用的笔法来稍微辨别一下吧。
USB 3.1是一种关于数据传输的传输标准,这个家族取名USBX.X也有着复杂的过去,消费者不太清楚。
USB PD,在英语中全部称为USB电源传输。 USB PD3.1是目前PD快速充电的最新标准,主要致力于充电速度和兼容性。
USB PD3.1以前,我们使用时间最长。 感知最强的是各种充电评估、分解中常见的USB PD3.0。 更早以前,属于“太古以前”。
简单来说,两者都依赖USB接口,其中以USB-C出场最多。 USB 3.1负责定义数据传输速率,USB PD3.1负责与充电功率兼容。
即是辉煌,也是包袱
USB PD3.0于2015年上市,由苹果等大型企业集体推进,目前拥有相当大的“势能”。 PD快速充电从手机、平板电脑、笔记本电脑固定下来后,进入了显示器、新能源汽车、电动工具、IoT设备等市场。
以手机为例,根据权威市场调查机构IDC公布的最新数据,2020年全球智能手机出货量达到12.9亿部。 其中苹果2.061亿部iPhone兼容USB PD3.0快充,其他品牌快充或多或少与USB PD3.0有关。
在这里多说一句,苹果绝对是PD快速充电推进的最大“功臣”。 据悉,自2017年iPhone 8系列手机上市以来,苹果公司目前相继发布了14款支持PD快速充电的iPhone机型。 其中,2020年发售的iPhone 12系列独创淘汰了充电器的标配。光凭这一型号,市场上就增加了数亿台USB PD快速充电设备,解放了数十亿规模的PD快速充电附件的市场。
不仅普及度高,当时USB-IF发布PD1.0标准时,还实现了曾经描绘的最高100W供电能力的美好想象。 现在一搜就有很多支持100瓦PD快速充电器的,很多都是氮化镓,消费者可以根据自己的需求和喜好进行选择。
通用的100W虽然很棒,但是手机制造商并不满足,在各种私有合同下突破了100W。 我协始终是私协,通用性永远是七寸。
但是,USB-IF无可奈何,由于端子和电缆的限制,USB-C传输电流被限制为5A,USB PD3.0的电压为20V,100W的电力已经冲天。 从某种意义上说,曾经计划好的100W的光辉愿景,现在成了“历史的包袱”。
作为立志“天下统一”的超级协议,USB PD3.1不能忽视大众的需求。 在这次更新中,USB PD3.1通过将电压扩展到48V,电流5A没有变化,搭载功率上升到了240W。
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万物皆可快充
很多东西看起来简简单单,多年以后回望时却发现,当时迈出了关键性的一大步。
USB PD3.1也是这样。从技术上讲,本次规范仅新增28V、36V、48V三个电压档位,分别对应的是6节电池、8节电池和10节电池的应用。
但放眼智能设备的大潮,这次PD快充标准拓展了众多全新的应用领域,包括电脑、服务器、电机驱动和通信电源等。
很多人觉得笔者在替USB PD3.1吹牛皮,那就以电动工具市场简单举个例子。目前内置电池的电动工具普及度越来越高,仅2020年电动工具的出货量达到了4.9亿台,而大部分电动工具都是采用多串的锂电池组供电,USB PD3.1标准的发布将推动电动工具从传统线性充电向USB PD快充的迭代,并可简化充电电路设计,降低总体成本并改善快充体验。
除此之外,USB PD3.1标准还可应用于安防领域POE供电、两轮电动车、IOT物联网设备等领域,优化设备成本。
可以说,USB PD3.1开启了万物皆可快充时代的大门!
真环传
苹果以环保之名取消iPhone的充电器,但又因为维修政策被指“账面环保”。笔者认为,USB PD的广泛普及才是真环保。
鉴于优秀的长颈鹿直播卖货开启《真还传》,咱也用个谐音梗(别扣钱)——USB PD的发展史便是《真环传》。而USB PD3.1便是这部“好书”的重要篇章。
在彻底的无线时代来临之前,接口是必不可少的。如上图所示,USB接口中,Type-C渐成主流,但在无数设备中,仍然有许多不同的接口,这就要不同的线材来搭配使用。即使是历史发展问题,即使考虑到各行业都有自己的“行规”,但是不通用的线材本质上就是浪费,而且是极大的浪费。
USB PD3.1的野心便在于此,把USB PD的应用由传统的手机和笔记本电脑供电,扩充到更广泛的领域,让USB PD成为真正大一统的供电标准。
因为USB PD是有强大基础的通用标准,已经有无数产品主动兼容PD,整体规模相当庞大。这种惯性让PD的成长伴随着新技术,新工艺的应用,竞争力十足。
到了那个时候,不管是充电器、线材、还是各种设备,都兼容PD协议。一款充电器可以给手机充电,可以给电脑供电,也可以用在电动螺丝刀上,甚至还可以给小电驴充电。
一方面生活中大部分设备都通用一种充电方式,大家也不用换来换去,甚至出远门只带一套充电设备即可;另一方面咱们消费者在快充普及完成得差不多时,商家真的不用再配充电器、线材这些,我们也不用另外花钱买一些“可能用不着另外花钱的东西”,双方都省钱省事。
按照这个趋势发展下去,重复制造减少啦,电子垃圾变少啦,世界都更美好啦。而且这笔账也可以从“规模效应”来算:制造规模越大,各方面议价能力就越强,研发投入也被摊薄,最终制造成本下降。并且在这个过程中,整个行业会越来越成熟,消费者不仅有更多的选择,更有可能买到物美价廉的优质产品。
总的来说,USB PD3.1推动“连接”和充电这两件事情更加统一,从根本上降低了智能设备在充电上的“消耗”。笔者相信USB PD3.1可以对地球环保、减少电子垃圾,万物互联起到重要的推动作用。
PD 3.1×GaN
这几年,说到USB PD,就不能不提GaN。
忆往昔,PD快充和GaN氮化镓作为pldds好兄弟,一实一虚互相促进,终成佳话。据统计,目前已有数十家主流电源厂商开辟了氮化镓快充产品线,推出的氮化镓快充新品多达数百款。
甚至就连苹果也将在2021年推出氮化镓快充,那必须兼容PD快充呀!
让整个行业欢欣鼓舞的是,氮化镓已经写入十四五规划,这意味着国家层面的大力扶持。
就消费电源产业而言,随着氮化镓技术及市场化应用逐渐成熟,大规模量产将带来巨大的成本优势,未来的快充市场也将被氮化镓技术彻底激活,不断刺激传统快充配件市场全面开启产品迭代模式。
氮化镓是硬件,协议层面必须要抓住机会,和兄弟一起闯天下。氮化镓已经通过市场多年检验,可靠性没有问题。笔者大胆猜测,USB-IF协会选择在这个时间点推出USB PD3.1,未尝没有和氮化镓协同进步的考虑。
放眼未来,更小更精致的氮化镓充电器,可以为更大、更多、更广泛的设备进行更快的充电,并且在大规模生产之下成本被良好的控制住,这就是PD 3.1×GaN的威力,也是笔者心中美好的充电蓝图。
一些评论
当然了,任何事物的发展都需要一个过程,中间可能会发生任何事情,也会有或赞同或不同的声音。PD 3.1刚官宣几天,各大平台已经开始热议,有人期待未来的游戏本,也有人担心各种安全问题。
先看微信公众号评论,充电头网之前的文章「快充技术重大更新,USB PD3.1发布,支持48V和240W输出」,评论区热闹异常。
有人说:快可以充电动车了;还有人更夸张:整到72V,就能充俺的电动三轮了。
大家都是明白人呀,两轮小电驴有指望,电动三轮可能等的时间比较长喽。
也有朋友很有经验,直言:线材又要更新了。
还有人表示利好游戏本,可以抛弃大砖头了。笔者也是这么认为的。
更有“法师”关注产业,认为对供应链齐全的中国厂商有利。
不过微博上就有人认为“行业标准制定牢牢掌握在欧美技术集团”。
但值得注意的是,本次USB PD3.1规范的制订中,华为、小米、立讯精密、慧能泰等多家国内公司都积极参与其中,为新标准做出了重要贡献,被写入标准起草企业目录。
微博上还有人非常注意48V的电压的安全问题,也有人说:50V以下电不死人。
大家对安全的关心非常有道理。USB-IF作为制定方,自然也考虑得非常细致。在USB PD3.1标准下,USB Type-C线缆分20V等级的普通线缆和50V等级的EPR线缆两种规格。超过100W的功率输出,不仅需要使用EPR(扩展功率)的5A线缆,而且还必须在Source,Sink和Cable之间通过EPR特定信息握手才能由SPR进入到EPR;如果线缆是固定在充电器上的Captive cable,则只需要Source和Sink之间握手即可。
充电头网总结
USB PD3.1规范的推出,除了以上利好之外,还对快充芯片、产品设计、产业制造都有重要的影响,甚至市场可能迎来一次小小的洗牌。
对消费者而言,在不远的未来,我们的生活习惯都有可能被这种真正大一统的供电标准所改变,至少一套充电设备走天下很容易实现,让我们期待那一天的到来吧 !