PD充電原理和私有協(xié)議
關(guān)鍵詞： USB PD Type-C PD充電原理 私有協(xié)議 CC引腳通訊
PD充電原理和私有協(xié)議
USB Power Delivery，簡稱USB PD，是一種基于USB Type-C的電源供電標準科技一般指科學技術(shù)。
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首先了解PD充電，我們就得了解什么是Type-C。
嚴謹?shù)闹v，這是一種24針可逆轉(zhuǎn)連接器，也就是我們常說的Type-C線。
但是一般廠家會對其線纜進行簡化，比如只傳輸電力的就可能刪減掉通訊引腳。
為了適應舊設備，USB-C線一般會一端是Type-A/B線，一端是Type-C線。但是現(xiàn)在越來越多的設備出現(xiàn)了雙C口線。
上圖為全功能 Type-C 連接器的插圖（母線在左，公線在右）
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需要注意的是，USB-C 只是一個“通用外殼”：它的主要作用是提供一個統(tǒng)一的物理接口，讓你不用再區(qū)分 USB-A、Micro-USB 或其他各種形狀的接口，只用一個Type-C接口就能插拔。
一個 USB-C 接口可以支持很多不同的技術(shù)，比如 Thunderbolt 3（雷電3）、DisplayPort（DP）、USB 3.2 Gen 2×2 等。這些技術(shù)決定了連接的速度和功能，而 USB-C 只是它們的物理載體。甚至USB-C 不一定跑 USB 協(xié)議
例如有些小臺燈使用的USB-C線只用來供電，而完全不涉及數(shù)據(jù)傳輸。
USB-C接口只是一個硬件設備，它就像一個多功能插座，插座里里面能接什么線、能用多大功率，都取決于你家的電線和電器，USC-C接口能跑什么協(xié)議，能傳輸多大功率的能量，取決于電纜和終端
Science Technology
講回到PD快充，現(xiàn)在常見的是基于USB PD 3.1，主要能實現(xiàn)以下幾個功能
最大功率保持20V/5A的100w輸出，同時增加擴展功率范圍，最大功率為240瓦
其中電壓分為以下幾檔：5v、9v、15v、20v、28v、36v、48v
線纜中最大電流不超過5A
保持可編程電源供應：即PPS
這里就會產(chǎn)生一個問題：充電器能產(chǎn)生20V的電壓，要是給5v的設備充電，往往會燒壞對面的設備。
為了解決這個問題，USB-C會通過CC引腳進行通訊，也就是獲取對面設備的功率配置，之后再切換到目標電壓。
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那么PD充電的時候，CC引腳是怎么進行通訊的呢？其實可以理解為進餐廳點菜
當充電器和用電設備通過 Type-C 線連接后，充電器會立刻通過 CC 線廣播，就像一個餐廳服務員掏出菜單問你想吃啥一樣。
用電設備在知道配接器的供電能力之后，會根據(jù)自己當前的電量和電池狀態(tài)，選擇一個最適合自己的供電方式，并向配接器發(fā)送請求數(shù)據(jù)包。也就是你告訴服務員你想吃啥
配接器根據(jù)用電設備的選擇，評估自身的能力之后，發(fā)送“接受”命令。可以看做是服務員給你一個取餐號讓你等一下，當然在實際上這個時間極短。
充電器內(nèi)部的電路開始工作，將電壓從原來的默認電壓（比如5V）提升到協(xié)商好的電壓。電壓調(diào)整好之后，它會發(fā)送一個“電源已準備好”的信號。也就是你點的餐做好了，服務員給你端上來
配接器輸出協(xié)商后新的供電電壓。充電器正式輸出協(xié)商好的高電壓，充電設備開始以高功率進行快速充電。這個時候電池就不斷吃下充電器提供的電流了
正是因為有協(xié)商的過程，我們在PD充電的時候不需要擔心電壓不匹配會損壞你的設備
如何查看筆記本支持的PD充電協(xié)議呢？
直接查看機器的背面的貼紙上寫著的PD充電規(guī)格：20V/3.25A（常見于輕薄本）、或者20V5A，這些都是筆記本上常見的PD充電規(guī)格。
如果是輕薄本，一般是支持65w的PD充電。
如果是聯(lián)想拯救者這種有自己的私有協(xié)議，PD充電可以達到20V/7A或者更高，背面往往不會寫，官網(wǎng)上可以查適配的PD充電器（比如C140和C170）。當然，也支持第三方充電器
看充電器的輸出是否能滿足筆記本的PD充電規(guī)格，如果最高規(guī)格的仍然無法滿足那大概率是無法充電的（需要注意充電器要有3C認證避免損害主板）
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關(guān)于充電線
既然PD充電這么好用，那么只要是支持PD充電的充電頭和支持PD充電的手機/筆記本就能PD充電嗎？
其實還忽略了充電線：充電線主要通過線內(nèi)的 CC（Configuration Channel） 引腳來和充電器、設備進行溝通，決定能傳輸多大的電流。
存在兩類不同標準的線纜，首先是標準充電線，分為1.5A和3A
1.5A 的線：沒有特殊標記，充電器和設備就知道它能安全傳輸?shù)碾娏魃舷奘?1.5A。
3A 的線：在 CC 引腳上會有一個特殊的 CC 標記（通常是電阻值不同）。充電器通過這個標記，就知道這條線可以支持最高 3A 的電流。
其次是大電流充電線，一般電流在5A 及以上。當電流需求超過 3A 時，為了安全，USB-C 協(xié)議規(guī)定需要使用帶有 E-Marker 芯片的充電線。
E-Marker 芯片就像是充電線里的“身份證”和“說明書”。它會告訴充電器：
這條線是什么類型（USB 2.0、USB 3.1、USB 4）。
它能支持多大的電流（比如最高 5A）。
它能支持多大的功率（比如 100W 或 240W）。
充電器只有在接收到 E-Marker 芯片傳遞的信息，確認這條線能安全承受大電流后，才會輸出超過 3A 的電流。
既然PD充電這么好用，為什么國內(nèi)廠商仍然開發(fā)了大量的私有協(xié)議呢？
首先PD協(xié)議不是專門給手機專門設計的，設定的電壓較高。目前的PD3.1版本協(xié)議僅僅支持5V，9V，15V，20V，28V，36V，48V等少數(shù)電壓，和手機的電池電壓并不完全匹配。
2. 然而，手機電池的電壓通常在 3.7V 到 4.4V 之間。當手機采用 PD 充電時，需要一個降壓轉(zhuǎn)換電路 (buck converter) 將 PD 協(xié)議輸出的高電壓（例如 9V）降至電池所需的低電壓。
這個降壓過程會產(chǎn)生能量損耗，并以熱量的形式散發(fā)出去，導致充電效率下降。
3. 手機更多采用低電壓高電流的充電方案，同時采用多個電芯并聯(lián)充電，分擔充電時的大電流。由于大電流在線纜中發(fā)熱明顯，這種采用的Type-C線的線纜需要橫截面積更大，以降低阻值避免過熱。
基于以上的原因，手機并不能很好兼容PD協(xié)議，所以手機的高功率充電通常依賴私有協(xié)議。
由于這些協(xié)議在硬件和軟件層面都經(jīng)過特殊設計，使用原裝充電線可以確保設備與充電器之間的完美匹配和安全通信。
這能最大程度地減少潛在的安全風險，例如過熱或充電效率低下。因此，為了保護你的設備并確保最佳充電體驗，建議使用原裝充電線。
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