PD 协议及 E-Marker 介绍

前言

『Type-C 是 USB 接口的一种形式,不分正反两面均可插入,支持 USB 标准的充电、数据传输、视频传输、音频传输、显示输出等功能。当 Type-C 支持 PD 协议后则可实现高达 240W 的电源供电。PD 就是通过 Type-C 的“配置通道引脚 CC”进行通讯的。』(出處:https://zhuanlan.zhihu.com/p/627860996


PD
简介

『PD(Power Delivery)是基于 Type-C 的一种电源供电标准,是 USB-IF 协会想要透过 Type-C 来统一连接头而发展出的统一充电协议。理想中,只要设备支持 PD 协议,不管笔记本、平板还是手机都可以透过一根 Type-C to Type-C 线与 PD 充电器来充电。由于电流会被充电线的品质所限制,也因此快充发展初期皆以提升电压为主。这样就可相容多数传输线。但是由于当时并没有统一的充电协议,各家厂商都发展了各自的充电协议,于是 USB-IF 协会就推出了 PD 用以统一充电协议。

PD 介绍

PD 发展至今已有了 5 个版本,PD / PD2.0 / PD3.0 / PD3.0 PPS / PD3.1,PD 依据不同的用电量,提供了多种级别的 Profile,支持多种设备,从手机到平板再到笔记本。下图以 PD2.0 为例。

而 PD2.0 则提供了多种电压、电流的组合,以符合多种设备的用电需求。

       
以笔记本来说,较为高性能的笔记本可能就需要 100W 的电源提供,那么透过 PD 协议,笔记本就可以向充电器申请 100W (20V/5A) 的 Profile,那么充电器就会提供笔记本 20V,最高 5A 的电。假如是手机要充电,那么手机不需要多高瓦数的电源,于是它就跟充电器申请 15W (5V/3A) 的 Profile,那么充电器就会给手机 5V,最高 3A 的电。

所以可以把 PD 看成充电器与终端装置之间沟通的语言,藉由沟通协调出一个合适的电源供应方案,最后充电器输出,终端装置接收。

有些充电器会标榜支持 PPS,那么 PPS 又是什么呢?PPS 全名为 Programmable P ower Supply,属于USB PD3.0中支持的一种 Power Supply 类型,PPS 可以让终端装置与充电器藉由 PD 协议随时变更电压输出,也就是所谓的动态电压,让充电器不再只是输出 Profile 里预设的电压,这样可以让装置更有效的调整电压改善充电效率并且还可以做到相容其他的充电协议,如:QC、 PE 等。

PPS 规范整合了高压低电流、低压大电流两种充电模式。电压调幅为 20mV 一档,仅为当时 QC3.0 标准的十分之一,调节更为精准。』(出處:https://zhuanlan.zhihu.com/p/459821287

前面有提到充电线的品质也会影响电源,因此 USB-IF 协会制定了 USB CC 的传输线标准,如果线符合 3A 标准,那么那条线的 CC 脚就会被标记,E-Marker 则类似于此线缆的身份识别证,只要有这标记充电器就知道它可以提供最大电流给终端装置。

E-Marker 的用途

『E-Marker 线缆按充电和数据两个用途来区分:

① 充电,通常情况下,以充电为主的 Type-C 线缆在数据方面都是 USB2.0,比如市面上常见的一些 PD 充电的标配线缆。而在 USB2.0 的标准下,充电又可以分为 60W (20V/3A) 和 100W (20V/5A) 两个类型。在 USB-IF 协会的标准,传输电流在 3A 或者 3A 以下的线缆都不要求配 E-Marker 芯片。当电流超过 3A 时,才必须配 E-Marker 芯片。目前市面上很多 PD 充电的功率没有达到 60W 以上,标配的都是不带 E-marker 芯片的线缆,以节约成本。

 ② 数据,当Type-C 线缆的传输速度为 USB 2.0 时,是不要求配 E-marker 芯片的。但是当传输速度达到 USB 3.1 Gen1 (5Gbps) 或者 USB 3.1 Gen2 (10Gbps) 时,就必须使用 E-Marker 芯片,这与 Type-C 线缆对功率没太大关系。但是 E-Marker 芯片在标记线缆数据性能的同时,也会标记线缆的电力传输能力。


总的来说,用户在日常生活中还是都比较容易区分的,不带 E-Marker 芯片的线缆的最大充电功率只能达到 60W,并且数据传输速度最大也只能达到 USB 2.0 (480Mbps) 的水准;而对于带 E-Marker 芯片的线缆,则可以通过 E-Marker 信息了解产品具体性能。』(出處:https://news.mydrivers.com/1/619/619343.html

以上就是 PD 协议及 E-Marker 的简要介绍,后续我会向大家介绍 WPI 有代理的 PD & E-marker 产品线 – 慧能泰 Hynetek,欢迎大家多多关注!

 参考资料

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