USB快充猛增至240W：10家中国企业做出重大贡献
USB快充猛增至240W：10家中国企业做出重大贡献
2021 年 5 月 25 日，USB-IF 协会更新了 v2.1 版本 USB Type-C 线缆和接口标准。在充电方面，USB PD 快充标准也迎来了重大更新，新增了 28V、36V、48V 三个拓展输出电压，并将最大输出功率提升至 240W。
2010 年，USB BC1.2 发布，5V 1.5A，只有 7.5W。2021 年，USB PD 3.1 快充标准充电功率同步提升至 240W，是十一年前的 32 倍！
与此同时，本次 USB PD 3.1 标准是 USB PD 快充标准发布以来的第十四次更新，参与标准制定的阵容也十分强大，由来自近百家企业的 500 余位行业专家共同参与。
值得一提的是，华为、小米、联想、立讯精密、赛尔康、矽力杰、硅谷数模、慧能泰、英迪芯、德润微等 10 家本土企业也参与了本次标准的修订，为推动 USB PD 3.1 标准的落地作出重大贡献！
USB PD 快充标准重大更新
在 USB PD 3.1 标准发布后，充电头网在第一时间拿到了最新的《Universal Serial Bus Power Delivery Specification》。
，最新的 USB PD 3.1 快充规范将功率划分为成了标准功率范围（简称 SPR）和扩展功率范围（简称 EPR）两个范围。
其中标准功率范围就是目前市面上主流的 USB PD3.0 标准，最大充电功率依然为 100W 不变；而新增的 28V、36V、48V 三个电压则属于拓展功率范围，三个电压对应的最大输出电流均为 5A，输出功率最大可以达到 240W。
除了新增三组固定电压之外，USB PD 3.1 标准还在拓展功率范围中增加了三组可调电压档（简称 AVS），分别为 15V-28V 5A、15V-36V 5A 以及 15V-48V 5A。AVS 的最小调压步进是 0.1V，并且继续沿用基于 PDP 的恒功率限制模式。
在 USB PD 3.1 标准中，还规定了 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。
近百家企业参与 USB PD 3.1 制定
USB PD 快充标准的不断迭代，离不开 USB-IF 协会的大力推动，目前 USB-IF 协会的会员总数累计已经突破 12000 家。
作为 USB 充电规范发展史上的一次重大更新，USB PD 3.1 标准的制定阵容显得十分强大。
除了 Apple 苹果、HP 惠普、Intel 英特尔、Microsoft 微软、Renesas 瑞萨、ST 意法半导体、TI 德州仪器等 USB-IF 协会的核心成员外，还有近百家国内外企业参与了本次标准的制定，汇聚了多达 500 余人的专家团队。
从最新的《Universal Serial Bus Power Delivery Specification》文件中获取了一份参与本次 USB PD 3.1 标准制定的企业名单，共计 91 家。参与企业产品涉及终端硬件、接口芯片、电源芯片、USB-C 连接器、代工厂、认证服务等多种类型。
值得注意的是，在本次 USB PD 3.1 规范的制定过程中，华为、小米、联想、立讯精密、慧能泰、矽力杰、硅谷数模、德润半导体、赛尔康等多家国内公司都积极参与，其中深圳企业占据一半，为新标准做出了重要贡献。
这是中国本土企业首次参与 USB PD 快充标准的制定，同时也反映了本土企业正在崛起，并获得国际标准协会的认可。
统计数据显示，USB PD 3.1 标准制定单位中，美国企业占比最高，达到了 50%，中国台湾地区的企业占比约 19%，中国大陆企业占比约 12%，日本企业占比约9%。
此外还有部分企业来自英国、韩国、瑞士、荷兰、印度等国家和地区。
通过整理发现，在参与 USB PD 3.1 标准制定的众多企业中，快充芯片公司占比相当高，达到了 19 家，其中就包括了我们耳熟能详的 USB PD 快充协议芯片品牌赛普拉斯、慧能泰、通嘉、NXP、高通、立锜、威锋、伟诠等等。
通过饼图可以看到，快充芯片公司占比约为总数的 23%。而作为新标准的制定者，这些快充芯片企业也将在后续的产品开发和应用中，占据先天优势。
USB PD 3.1 两大优势
尽管 USB PD 快充标准已经经历了 10 年的发展，并在消费类电源产品中得到广泛普及，但是距离万物皆可充和完成 USB-C 接口大一统的局面还有很遥远。
现有的 USB PD 快充最大 100W 的输出甚至不及一部国产手机的充电功率。
USB PD 3.1 标准的发布，让 USB PD 快充和 USB-C 接口也不再局限于消费类电子产品，在推动万物皆可充和 USB-C 接口大一统方面展充分发挥优势。
万物皆可充
从 USB 充电标准的发展历程可见，在 USB PD 快充标准发布之前，大部分设备都是通过 BC1.2 协议充电，充电功率也仅有 7.5W，使用范围也仅限于手机、数码相机等产品，即使用于电池容量极小的功能机充电，通常也需要2-3 小时才能完成。
直到 USB PD2.0 规范发布，规定了 USB-C 为标准接口，并实现了最大 100W 的快充功率，应用范围从传统的功能手机拓展到智能手机、笔记本电脑、部分显示器等产品领域。
不过从 USB PD2.0 的发布至今，已经过去了 7 个年头，虽然也经历了 USB PD3.0、USB PD3.0 PPS 等标准的更新，并在手机、笔电领域发扬光大。
但不得不承认，7 年前引以为傲的 100W 功率，如今已经成为了限制 USB PD 快充发展的短板。
现在看来，20V 的输出电压和 100W 的功率也就勉强可以作为消费类电子产品的电源使用，甚至连一台游戏本都带不动，这也导致很多最新的笔电产品都选择绕过 USB-C 接口，严重阻碍了 USB PD 快充的普及。
USB PD 3.1 标准的推出，不仅将充电电压标准提升到了 48V，输出功率也提升至 240W，这也就让 USB PD 快充标准的适用范围加大不少。
比如对于游戏本、显示器这类设备而言，大部分充电电压都在 20V 以下，在应用 USB PD 3.1 快充标准时，只需要在电脑输入端增加一个降压电路即可满足 100W 以上大功率充电的要求。
而对于电动工具、电动自行车、工业电源这类多串锂离子电池设备或者需要高电压供电的设备来说，由于多串电池组的高电压特性，可以直接通过 USB PD 3.1 的拓展功率范围的电压与之适配。
USB PD 3.1 标准进一步提升了 USB PD 快充标准的通用性，电压和功率范围覆盖了笔记本电脑、显示器、电动工具、工业电源、服务器等产品，真正做到了“万物皆可充”。
USB-C 接口大一统
USB PD 3.1 标准推动电源行业进入“万物皆可充”时代，同时也将带来 USB Type-C 接口大一统的局面。USB Type-C 接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度以及更强悍的电力传输。
得益于 USB Type-C 接口集成了数据、电源、视频、音频、网络等各种功能，目前已被广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式主机、显示器等智能硬件设备以及充电器、移动硬盘、耳机、U盘、移动电源、数据线、相机、剃须刀等众多配件产品中。
USB-IF 协会预估 2020 年有超过 20 亿搭载 Type-C 连接器或 Type-C 线缆出货到市场上；到 2023 年，预估有 70 亿的装置会搭载 Type-C。当然，这一数据仅限于消费类电源产品。
USB PD 3.1 标准将进一步拓展 USB Type-C 接口在显示器、服务器、电动工具、安防 POE 供电、直流电机等领域的应用。
比如就电动工具领域而言，调研数据显示仅 2020 年电动工具的出货量达到了 4.9 亿台，如果将这些产品都升级为 USB Type-C 接口的 USB PD 3.1 快充，那么，就离 USB-C 接口一统天下又更进一步。
总结
USB PD 3.1 规范是 USB 充电技术发展历史上的一次重大更新，也是一次具有颠覆性的技术迭代；其完全打破了传统观念下对 USB PD 快充的认知，让 USB PD 快充拥有更强的包容性。
USB PD 3.1 标准已经不再局限于手机、笔记本电脑等传统领域的应用，便携式电动工具、物联网设备、智能家居、通信和安防设备、汽车和医疗等领域都将成为新标准的潜在市场。快充标准大一统的局面距离我们的生活又更近一步。
USB PD 3.1 标准将为整个电源行业带来全新的市场，尤其是快充芯片、MOS、协议芯片、E-Marker 芯片、充电线缆、USB-C 连接器等相关产业链将获得重大利好。
中国作为消费类电子产品的出口大国，虽然拥有全球最大 USB PD 快充市场以及最完善的 USB PD 快充产业链；但是一直以来，USB PD 快充标准的话语权一直掌握在欧美企业等巨头手中。
在 USB PD 3.1 标准中，无论是终端硬件还是芯片原厂，本土企业都开始参与进来。既加强了本土产业链与 USB-IF 协会之间的沟通协作，同时也可以借助中国本土厂商在产业链方面的优势，推动新标准的快速商用。
