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閱讀：110發(fā)布時(shí)間：2022-4-11
快充技術(shù)已成為Android手機(jī)的標(biāo)配，但目前市場(chǎng)上存在不同的快充標(biāo)準(zhǔn)，如高通Quick Charge、OPPO VOOC、華為SuperCharge等割據(jù)一方。近日，USB-IF組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新，正式推出旨在一統(tǒng)快速充電技術(shù)規(guī)范的PPS(Programmable Power Supply)，成功收編了高通的QC4.0，并與我國(guó)的泰爾實(shí)驗(yàn)室達(dá)成了共識(shí)，預(yù)計(jì)將與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。USB-IF通過協(xié)調(diào)高通、泰爾實(shí)驗(yàn)室以及主流手機(jī)廠商，推出PPS向下兼容各家原有的標(biāo)準(zhǔn)。此前，在Android 7.0的OEM規(guī)范中規(guī)定，快充必須基于USB PD。業(yè)界廠商也將很快推出支持PPS技術(shù)的芯片和解決方案。而消費(fèi)者，終于可以期待在2017年開始享受適配器大統(tǒng)一帶來(lái)的便利了。
圖1 基于USB PD 3.0的PPS技術(shù)規(guī)范
， USB-IF為什么要推出PPS？
2014年，智能手機(jī)進(jìn)入大屏?xí)r代，原有的5V2A micro usb充電極限已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求。但是，USB-IF卻沒有給出解決辦法。于是，高通利用自己的行業(yè)地位，開始力推QC2.0和QC3.0，向9V/2A, 12V/1.5A快速充電技術(shù)路線進(jìn)發(fā)。但是，高通發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是圍繞自己的產(chǎn)品生態(tài)和商業(yè)利益展開的，為了分得一杯羹，OPPO，MTK，華為，TI等公司也都相繼推出了自己的快速充電標(biāo)準(zhǔn)?；鞈?zhàn)的局面會(huì)導(dǎo)致社會(huì)資源的浪費(fèi)，造成電子垃圾污染，有悖于這些大公司的社會(huì)責(zé)任。所以必須要USB-IF這個(gè)非商業(yè)利益的組織來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。于是USB-IF在原有的USB PD2.0和USB PD3.0基礎(chǔ)上，通過與高通、泰爾實(shí)驗(yàn)室以及國(guó)內(nèi)主流手機(jī)廠商的多方溝通。終于推出了PPS來(lái)滿足各方的訴求(或者說(shuō)是互相妥協(xié))，并明確規(guī)定，USB接口不允許通過非USB PD的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。各家原有的舊的標(biāo)準(zhǔn)，只要不違背原則的，可以在PPS基礎(chǔ)上保持向下兼容。而Apple會(huì)不會(huì)成為獨(dú)立于聯(lián)盟之外的部落。因?yàn)锳pple已經(jīng)推出了PD to Lightning的轉(zhuǎn)接線，在12吋的IPAD上實(shí)現(xiàn)了USB PD快速充電。這項(xiàng)技術(shù)是否會(huì)應(yīng)用到iPhone上，就取決于Apple自己的喜好了。作為USB TYPE-C和USB PD推廣的，相信Apple加入U(xiǎn)SB陣營(yíng)也是遲早的事情。
第二， PPS能夠解決什么問題？
1. PPS讓USB接口的輸出電壓范圍，從5V擴(kuò)展到3.0V~21V。快速充電存在著高壓小電流和低壓大電流兩大派系。從3.0V~21V的供電范圍，讓PPS可以滿足各種技術(shù)流派的快速充電。
2. PPS可調(diào)整電壓幅度為20mV，實(shí)現(xiàn)低壓大電流直充。20mV的電壓調(diào)整幅度，讓低壓大電流直充方式成為可能，但是這個(gè)技術(shù)的爭(zhēng)議很大，因?yàn)橛胁糠质謾C(jī)廠商希望直接在適配器上實(shí)現(xiàn)恒流直充控制，而不是放在手機(jī)端。但是USB-IF終究沒有同意這一點(diǎn)。主要考量是，恒流機(jī)制可能導(dǎo)致某些情況下輸出電壓的劇烈波動(dòng)，不利于手機(jī)內(nèi)部的Bypass路徑管理，及手機(jī)內(nèi)部基帶模塊的供電安全。
3. PPS充電過程的安全性：脈動(dòng)機(jī)制PPS一旦進(jìn)入大電流模式，安全性變得非常重要，因此PPS協(xié)議規(guī)定，最少每10S，負(fù)載和適配器之間要保持一次脈動(dòng)溝通，避免充電過程失控。
第三， PPS是全部嗎？
從PPS目前的架構(gòu)，為手機(jī)充電提供了非常好的的解決方案。它其實(shí)是對(duì)USB PD協(xié)議的一個(gè)升級(jí)補(bǔ)丁，一個(gè)多方角力的結(jié)果。而USB PD，關(guān)注的應(yīng)該是Power Deliver，而不僅僅是充電。既然是供電，那就應(yīng)該包括三種常見的供電方式，恒壓、恒流、恒功率。PPS僅僅實(shí)現(xiàn)了恒壓供電，仍然是有局限性的。事實(shí)上，在PPS推出之前，業(yè)界一些比較前沿的公司就已經(jīng)在嘗試發(fā)布比PPS更完善的，同樣是基于USB PD的供電方法。除了PPS以外，此次USB PD3.0的升級(jí)還包括了不少與IEEE相關(guān)的信息(USB PD已經(jīng)有點(diǎn)過界了，管到了IEEE的領(lǐng)域去了，所以有必要遵循IEEE的標(biāo)準(zhǔn))，包括了Country Code，Country Information message，Manufacturer Information Message等，這些信息有助于針對(duì)不同國(guó)家的電網(wǎng)特性進(jìn)行EMI和EMC處理，例如陷波濾波器的特征頻率設(shè)置等。除了PPS之外，其實(shí)是Status Message, 用于標(biāo)志系統(tǒng)當(dāng)前是否有外接電源，AC還是DC接入，電池情況，工作溫度情況等。這個(gè)功能的增加，將會(huì)為USB PD成為智能供電標(biāo)準(zhǔn)提供重要的支撐，解決諸如兩個(gè)筆記本電腦接在一起，該誰(shuí)給誰(shuí)充電的問題，備用電池接上筆記本電腦，該誰(shuí)給誰(shuí)充的問題，智能供電網(wǎng)絡(luò)中的供電方向和負(fù)載平衡問題等。
可以說(shuō)，此次USB PD 3.0的更新統(tǒng)一了USB充電的標(biāo)準(zhǔn)，這將使得TYPE-C接口更快的統(tǒng)一天下，結(jié)束各個(gè)手機(jī)廠商混戰(zhàn)的局面。
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