USB Type-C PD 协议版本对比：2.0、3.0、3.1

USB Type-C 是一种物理接口标准，而 Power Delivery (PD) 协议是用于在 USB 连接上实现高效功率传输的规范。PD 协议允许设备通过 USB Type-C 接口提供更高的功率（最高可达 240W），支持快速充电、数据传输和设备供电。以下是 PD 协议版本 2.0、3.0 和 3.1 的主要差异，我将逐步介绍每个版本的核心特性，然后总结关键区别。

1. PD 2.0（2014年发布）

• 功率支持：最高支持 100W，通过电压和电流组合实现，例如 $20V \times 5A = 100W$。提供多个固定功率档位（如 5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/5A）。
• 关键特性：
  • 使用二进制编码（BMC）进行通信，协议相对简单。
  • 支持基本的功率协商，但电压和电流调整不灵活。
  • 适用于笔记本电脑、显示器和移动设备充电，但不支持动态调整。
• 兼容性：后向兼容 USB 2.0/3.0 数据标准，但功率传输仅限于固定模式。

2. PD 3.0（2015年发布）

• 功率支持：最高功率仍为 100W（例如 $20V \times 5A = 100W$），但引入了可编程电源（PPS）功能，允许更精细的电压和电流控制。
• 关键特性：
  • PPS（Programmable Power Supply）：支持动态调整电压（以 20mV 步进）和电流（以 50mA 步进），例如电压可从 3.3V 到 21V 范围内微调，公式为 $\Delta V = 0.02V$。这提高了充电效率，尤其适用于智能手机快速充电。
  • 增强的通信协议：使用更高效的编码方式，减少协商延迟，并支持更复杂的设备角色切换（如源端和汇端）。
  • 新增功能：包括过压保护、过流保护的智能管理，以及更好的兼容性测试（如 USB-IF 认证）。
• 兼容性：完全后向兼容 PD 2.0，同时支持 USB 3.1/3.2 数据传输标准。PPS 功能使设备能适配不同电池需求。

3. PD 3.1（2021年发布）

• 功率支持：大幅提升功率上限，最高支持 240W，例如 $48V \times 5A = 240W$。引入了扩展功率范围（EPR），分为多个档位（如 28V/5A、36V/5A、48V/5A）。
• 关键特性：
  • EPR（Extended Power Range）：专为高功率设备设计，如游戏笔记本、工作站和电动工具。功率传输公式为 $$P_{\text{max}} = V_{\text{max}} \times I_{\text{max}} = 240W$$。
  • 新电缆要求：强制使用认证的 EPR 电缆（支持 50V/5A），并引入电缆电子标签（e-marker）来确保安全。
  • 增强安全机制：包括更严格的电压/电流监控、电弧防护和热管理协议，防止过载风险。
  • 兼容性改进：后向兼容 PD 3.0 和 PD 2.0，但 EPR 模式需要新电缆和设备支持。同时整合了 USB4 数据传输标准。
• 应用场景：适用于需要超高功率的领域，如快速充电动车配件或工业设备。

主要差异总结

下表概括了 PD 2.0、3.0 和 3.1 的核心差异：

关键差异点：

• 功率提升：PD 2.0 到 PD 3.0 主要增加灵活性（PPS），而 PD 3.1 则大幅提升功率上限到 240W。
• 功能演进：PD 3.0 引入了动态调整，PD 3.1 添加了 EPR 和更严格的安全标准。
• 实际影响：选择协议时，需考虑设备需求——PD 2.0 适合基础充电，PD 3.0 优化了效率，PD 3.1 适用于未来高功率场景。所有版本都通过 USB Type-C 接口实现，确保物理兼容性。

如果您有具体设备或使用场景，我可以提供更针对性的建议！

转载自CSDN-专业IT技术社区

原文链接：https://blog.csdn.net/2501_93892404/article/details/153926828