PD3.1

你還在PD3.0嗎?PD3.1快充技術重大更新,240w充電器即將問世!

現今市面上的充電器可支援的充電瓦數最多為 100w,對於 3C 產品使用需求不大的民眾已十分夠用,但現代人平均每一位擁有 3-4 個電子產品,用電需求大幅增加。USB 開發者論壇在2021年中推出的 PD3.1 可說是快充時代的大躍進,不僅可滿足現代人大量用電需求,還可以應用在多種領域,因此本篇文章將會一步步帶你瞭解 GaN 快充充電器、市面上主流快充技術並讓你一次搞懂 PD3.0、PD3.1差別!

 

為何許多快充充電器都會使用氮化鎵GaN?

3C 產品在現代人的生活中,已達到無法分離的地步。隨著人們使用需求逐步提高,3C 產品的功能日益月新,不僅產品效能大幅躍進、電池容量也愈做愈大,因此為了滿足使用者擁有充足電量以及降低充電時間「快充充電器」應運而生。

由於傳統充電器所使用的功率元件不僅在充電時容易發熱且體積龐大,容易造成使用上的不便,因此現今許多充電器已導入 GaN 做為主要的功率元件,不僅大幅提升充電效率、滿足使用者輕量、體積小的需求,也讓充電器效能往前邁進一大步。

 

GaN充電器的特色:

  • 只要 顆充電器就能為筆電、平板、手機等 3C 產品充電
  • GaN 充電器比起傳統充電器更具效率,減少充電所需時間
  • 快速充電時更能忍耐高溫與電壓,不易發熱
  • 輕量化的充電器,相較於傳統充電器,體積更小、重量更輕

 

延伸閱讀:GaN!到底在紅什麼?GaN好快!快充延長線讓你又快又爽

 

為何市面上充電線最高僅支援100w

GaN充電器

充電瓦數愈高,代表充電所需花費的時間愈短。在安全範圍內,每個充電器的充電功率可以透電壓(伏特/V)乘以電流(安培/A),得到充電功率(瓦特/W)。至從 GaN (氮化鎵)技術進入充電器市場,透過加大電功率的方式,使得 100W 以上的充電功率,成為了可實現的目標。

不過消費者在挑選 GaN 充電器的時候,同時也需要注意手中所持有的裝置是否支援快充,雖然 GaN 充電器擁有高功率可提升充電效率,但是要完整發揮快充功效是需要充電器、充電線、手機都支援快充才能享有快速充電的效果。

 

"既然技術已經不是問題,那為何許多市面上的快充充電器,仍然僅支援 100W 的充電功率呢?"

 

其實這是因為受限於快充協議 USB PD3.0 的緣故,而在 2021 年 月,國際USB-IF協會發佈最新 USB PD3.1 快充協議,將快充不再侷限應用至手機、平板、筆電等 3C 用品。在未來不管是電視、伺服器或是各種電動工具等高瓦數產品皆能使用快充,不僅大幅拓展快充應用市場、也進一步提升消費者在使用上的便利性。

 

 

市面上2大主流快充技術

PD3.1快充、QC快充比較

現今市場上主流的快充協定有 種,分別是高通的「QC 快充」協定以及 USB 開發者論壇定義的 USB-PD 快充協定(USB Power Delivery)

1.QC快充 (Quick Charge)

QC 快充為高通旗下的 Quick Charge 技術,目前市面上大部分的手機型號都是支援QC快充,是市場上佔有率最高的快充技術。另外,若是手機是採用 Snapdragon 處理器基本上皆能支援 QC 快充。

2.USB-PD快充 (USB Power Delivery)

USB Power Delivery 是由 USB 開發者論壇所定義的快充技術,目前 USB-PD 充電技術雖然在市場佔有程度小於 QC 快充,但因為可支援多種充電裝置,像是 iPhoneiPad或是平板、筆電、電視等電器產品皆能使用,同時還可相容高通 QC 4QC 4+ 快充技術,因此 USB-PD 快充在未來的發展潛力還是相當令人期待。

 

快充技術

QC快充

PD快充

開發商

高通

USB開發者聯盟

最新版本

QC 5

USB PD 3.1

輸出

3.3V~20V
3A、5A

15-48V/5A

功率

100W+

75W-240W

特色

1.在 15 分鐘內充到 100%
2.雙通道充電
2.智慧散熱
3.支援PD標準

1.需為 Type-C 接頭
2.為 iPhone 快充標準
3.可應用在多種裝置
eg.手機、平板、筆電、遊戲機等...

 

 

推出最新USB PD3.1快充協議

USB PD3.0

在 2015 年底,USB-IF協會推出了USB PD3.0標準,並在2017年初新增USB PD3.0 選配PPS (Programmable Power Supply) 的功能。

PPS 模式中,可將電壓範圍從原本的 5V – 20V 擴展到 3.3V - 21V,等於說可以透過更小的電壓輸出更大的電流,大幅提升當時的充電效率。

目前 USB PD3.0 標準的最大 100W 功率僅能滿足少部分輕薄筆電的充電需求,若是功能更多或是高功率電器,還是只能使用傳統DC變壓器。

 

USB PD3.1

2021 年 6 月 USB-IF協會發布 USB PD3.1 快充協議,是一項重大功能更新,將原本 USB PD3.0 PPS 快充協議定義為標準功率範圍(Standard Power Range,簡稱SPR)最大充電功率保持100w不變,以及擴展功率範圍(Extended Power Range,簡稱EPR)新增 28V、36V、48V 三個電壓,所對應的電流均為 5 安培,因此最大輸出功率從 100W 擴展至 240W。

未來快充應用領域將不再僅僅侷限在手機、電腦等 3C 用品,舉凡家電、伺服器、高功率電器皆是快充的適用範圍,完美詮釋萬物皆可充的境界。


 

時間

快充協議

充電規格

2010年

USB BC1.2

5V/1.5A

2012年7月

USB PD1.0

-

 

2014年8月

USB PD2.0

5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/2.25A、20V/3A、20V/5A

 

2017年2月

USB PD3.0

5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/2.25A、20V/3A、20V/5A
PPS:3.3V - 5.9V/3A、3.3V - 11V/3A、3.3V - 16V/3A、3.3V - 21V/3A、3.3V - 21V/5A

2021年5月

USB PD3.1

USB PD3.0:5V/3A、9V/3A、15V/3A、20V/2.25A、20V/3A、20V/5A
PPS:3.3V - 5.9V/3A、3.3V - 11V/3A、3.3V - 16V/3A、3.3V - 21V/3A、3.3V - 21V/5A

EPR:28V/5A、36V/5A、48V/5A
AVS:15 - 28V/5A、15 - 36V/5A、15 - 48V/5A


 

使用快充會傷電池嗎?

現今研發快充的開發商,大多都會專門設計一套保護電池的溫度監控系統,像是搭載自動斷電系統或是裝有控制電池溫度的智慧晶片等相關的安全設計,都是保護電池不受快充技術的傷害。

"最容易減少電池壽命的,其實是高溫發熱"

造成電池性能下降的主要原因,其實是在電壓、電流加大的同時溫度不可避免的往上升高。若是在充電時邊使用手機玩遊戲、看影片,使得手機高速運行就容易產生高溫📳,破壞電池中的化學物質。若要避免此問題,其實只要減少邊充電邊使用手機的習慣,並在高溫時,降低使用手機的頻率,就可以有效延長電池壽命🔋。

 

USB-PD3.1 開啟快充新世代

看完這篇文章,相信你已經初步瞭解 PD3.0 和 PD3.1 快充協議差別,當 USB-IF協會發布 USB PD3.1 快充協議後,大幅提升快充在不同產業的應用,而對於常常將各種 3C 產品搭配使用的數位族群們,在未來的不久後,240W 充電器即將問世,市面上將不會僅存在 100W 充電器,將可大大提升充電效率,也使我們的生活過得更加便捷😊。

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