通用序列匯流排電力傳輸(USB-PD)標準演變，將掀起新一波 USB應用革命。USB在資料傳輸方面早已成為業界普遍採用的標準協定，而隨著更高傳輸速率的USB 3.0規格問世，更進一步增進其音訊/視訊傳輸應用的價值。目前已有許多擴充基座(Docking Station)導入USB 3.0方案，僅利用單一USB 3.0連接線就能同步支援兩個1080p顯示器、Gigabit乙太網路(Ethernet)，以及多個USB 3.0和USB 2.0接口，可用于連接設備，環繞立體聲音響，麥克風輸入，甚至手機充電功能。由于各種行動運算裝置設計持續朝更輕、更薄的結構演進，因此對縮減傳輸介面占位空間的需求也更加殷切。為使下世代平板裝置和超輕薄筆電 (Ultrabook)更貼近市場需求，相關設計人員正積極投入研發USB 3.0方案，期透過單一接口延展出更多的輸入/輸出(I/O)介面，甚至能進一步支援更大功率的充電規格，以同步滿足用戶對平板或筆電的可攜性和可擴展性 要求。目前Windows 8平板裝置大多只容納一個USB 3.0接口，以及一個負責影像傳輸的接口，再藉由USB 3.0擴充基座提供用戶額外連接需求;傳統個人電腦(PC)常見的讀卡器、乙太網路，以及鍵盤和滑鼠的連接埠皆已陸續被製造商移除。下一階段，USB- IF協會正醞釀以USB-PD規范，進一步取代各種電子裝置的電源接口(圖1)。擴增大功率充電規范USB-PD應用潛力爆發USB 3.0擴充基座幾乎可支援所有傳統I/O接口，包括資料同步、音訊/視訊傳輸等，但仍缺乏中大功率的充電能力，無法為一般筆電、Ultrabook及平板 提供電力。也因此，USB-IF協會遂將供電技術視為拓展USB應用的布局重點，并于近期發布新的USB-PD規范，將USB功率標準配置由10瓦(W) 提升到100瓦，讓USB成為全方位的裝置對外連接解決方案。傳統的USB充電架構基于主控端(Host)與設備端(Device)連接模式，由主控端負責向設備端供電，因而增加主控端系統功耗。尤其USB 2.0和USB 3.0因應多元、高速傳輸需求，分別將功率拉升至500毫安培(mA)、900毫安培，可能產生更嚴重的系統功耗，將與當前Ultrabook、 Windows 8平板的設計理念相互衝突;況且，即便USB裝置端自帶電源也無法向主控端供電。為改進上述不合時宜的USB充電架構，USB-PD標準新增一個機制，讓主控端及裝置端可互相供電，這意味著主機仍可做為主要的USB傳輸電力來源，但裝置端亦可提供主機電源，以減輕USB主機在執行大量資訊傳遞或影音同步任務時的耗電量。與此同時，USB-PD也擴展USB充電電壓選項，除既有的5伏特(V)規格外，還加入12伏特和20伏特，在USB介面可承受最高5安培電流的前提下，目前可提供的最大功率為100瓦，并可由設計者靈活調配10、18、36和60瓦解決方案。USB-PD牽動系統設計轉變隨著USB-PD打破既有充電電壓限制，筆電、平板製造商均可依產品需求設計不同的供電方案，如筆電一般使用20伏特充電，而平板或其他USB連接 器則可使用12伏特方案。然而，電子裝置要導入新一代USB-PD規格，須採用新的纜線和連接器，并通過相關的安全性和協定測試。主要是考量USB升級至 中大功率充電后，傳統纜線無法完全滿足USB-PD的電壓/電流額定值，且對裝置內部電路和用戶使用安全將帶來一定程度的影響，所以未來USB纜線和連接 器均須增加ID接腳，以提升電路保護功能。此外，USB-PD連接器還須向下相容，以支援現有的USB產品。對于電源供應解決方案業者而言，發展USB-PD的技術挑戰還包括周邊元件的選用，并須考量電力供應和消耗兩個面向，因應5、12和20伏特電壓或不同的電流規格，投入更多軟硬體研發資源，以改良現有USB介面的5伏特VBus電源線，提高支援電壓等級至12或20伏特。無庸置疑，USB-PD產品能否問世的關鍵，就在于負責電源訊號通訊的USB VBus設計。新控制方案須達到夠高的頻率，以免影響傳統USB設備，且須搭配符合USB-PD協定的纜線與連接器，才能真正實現中大功率USB充電應 用。現階段，包括威鋒電子等USB 3.0晶片商已紛紛投入開發USB-PD方案，將協助系統廠打造充電、資料傳輸、乙太網路及影音同步連結等功能一應俱全的USB擴充基座，搶攻 Ultrabook、平板周邊裝置的市場商機。(mbbeetchina)