脫離電源線，解密USB供電的奧秘

　　USB在一般現代人的日常生活中，可謂是最為廣泛應用的傳輸界面之一，由于USB界面的方便易用、尺寸小且成本合理，如今在各個不同生活或工作場域都隨處可見USB的蹤跡。不論是家庭中的核心娛樂裝置--電視、個人的筆記本電腦／智能型手機／平版裝置、辦公室中的工作用計算機／打印機、乃至于車中的車載資通訊娛樂系統(tǒng)，在在都仰賴USB來進行數據傳輸的任務。

　　除了提供方便、快速而又可靠的數據傳輸外，USB還有一個非常方便的功能，那就是透過接口的相接進行電力傳輸、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主流USB技術規(guī)格的電力傳輸限制，就現階段而言，USB 2.0規(guī)格能傳輸2.5瓦的電力（透過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5V電壓提供900 mA電流）、而Battery Charging 1.2則容許傳輸7.5瓦的電力（透過5V電壓提供1500 mA電流），這樣的供電規(guī)格進化雖然能符合可攜裝置如手機或MP3的充電需求，但通常需時較長，且要能滿足大尺寸并需消耗較大功率產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打造多樣化應用可能

　　為了更加普及USB在不同裝置供電上的應用、并減少電源線的配置，全新的USB Power Delivery便應運而生。USB-IF于日前宣布了這項名為USB Power Delivery（簡稱PD）的電力傳輸規(guī)范，旨在透過高達100瓦的電力傳輸量，讓各種裝置均能透過單獨一條USB線纜滿足供電需求，而縮短裝置充電時間的優(yōu)點，更能優(yōu)化行動應用的便利性。其基礎技術架構（如圖二所示）就是在芯片組中透過電力儲存的功能，讓電力得以暫存、并傳輸至需要電力的裝置上，同時，Power Delivery具備雙向性的特點，容許裝置間在進行數據傳輸的同時一邊充電，省時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，使電源線材統(tǒng)一化。

　　以圖三的實際應用情境為例作說明，在傳統(tǒng)的使用情境中，主機作為供電者，可以提供電力給相連接的屏幕顯示器、筆電、或硬盤；而手機和硬盤作為被供電者，則可吃主機或筆電的電；而若是屏幕顯示器和筆電都支持USB Power Delivery，則在此一技術架構下，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，當筆電電量不足或沒有攜帶電源供應器時，即可透過屏幕來供電，而當屏幕需要電力時，也可透過主機或筆電進行供電，這兩者也可以在其他裝置像是手機、硬盤等需要電力時，透過USB接口傳遞電力，并且與此同時仍能進行數據傳輸的任務。這樣雙向性的靈活運用，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應用。

　　完整配套 確保技術無縫銜接

　　USB Power Delivery技術規(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網站提供下載。而為使此一技術能與既存的USB規(guī)格與整個應用生態(tài)系統(tǒng)得以無縫銜接，USB Power Delivery在設計上特別注意到兼容性與可靠性，因此而有以下幾個特點：

　　* 能完整運作于既有的USB裝置上。

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

　　* 禁止作用于非合法的線纜（如市面上常見的Y Cable）上，因此能減少風險與對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計架構，電源管理機制能進行不同裝置間的供電調整，藉而使工作效能優(yōu)化

　　* USB裝置間的電壓及電流值可透過既有的Vbus pin進行溝通，不需額外的繁復裝置設定。

　　* 供電端（Source）與接電端（Sink）可互換角色，屬雙向式的電源供應，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，USB Power Delivery在提供強大供電愿景的同時，也同時關注到在實際應用層面上，是否能讓廠商在最簡易的方式、與不需耗費大量成本的狀況下，順利導入PD功能；以及使用者能否在最不需適應的狀況下，就能直接享受到PD帶來的便利體驗。

　　方便易用 市場普及指日可待

　　就市場面來看，除了Intel為主要的技術倡議者外，包括德州儀器（TI）、史恩希（SMSC）也將會是芯片此一規(guī)格的先驅者，進行USB Power Delivery芯片組的開發(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國際消費性電子展（International Consumer Electronics Show，CES），USB-IF也已在會中展示了實際的技術應用，透過一臺接電且符合USB Power Delivery功能的屏幕顯示器，可透過USB線纜供電給一臺功率為65瓦的筆記本電腦，并可再與另一臺屏幕相連作為延伸桌面顯示，透過這樣簡單的展示，便可讓人對其應用產生無限想象。

　　在高速傳輸接口之爭中，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供電能力的大躍進，創(chuàng)造了未來更便利的使用情境，再加上USB接口在成本上的優(yōu)勢、以及整個市場消費者的高接納度，在短期內必然也將持續(xù)占據市場主導地位。相信在不久的將來，USB Power Delivery的標志（如圖四）也將逐步滲透各式電子產品與應用場域。