PD充电原理和私有协议

USB Power Delivery，简称USB PD，是一种基于USB Type-C的电源供电标准科技一般指科学技术。

首先了解PD充电，我们就得了解什么是Type-C。

严谨的讲，这是一种24针可逆转连接器，也就是我们常说的Type-C线。

但是一般厂家会对其线缆进行简化，比如只传输电力的就可能删减掉通讯引脚。

为了适应旧设备，USB-C线一般会一端是Type-A/B线，一端是Type-C线。但是现在越来越多的设备出现了双C口线。

上图为全功能 Type-C 连接器的插图（母线在左，公线在右）

需要注意的是，USB-C 只是一个“通用外壳”：它的主要作用是提供一个统一的物理接口，让你不用再区分 USB-A、Micro-USB 或其他各种形状的接口，只用一个Type-C接口就能插拔。

一个 USB-C 接口可以支持很多不同的技术，比如 Thunderbolt 3（雷电3）、DisplayPort（DP）、USB 3.2 Gen 2×2 等。这些技术决定了连接的速度和功能，而 USB-C 只是它们的物理载体。甚至USB-C 不一定跑 USB 协议

例如有些小台灯使用的USB-C线只用来供电，而完全不涉及数据传输。

USB-C接口只是一个硬件设备，它就像一个多功能插座，插座里里面能接什么线、能用多大功率，都取决于你家的电线和电器，USC-C接口能跑什么协议，能传输多大功率的能量，取决于电缆和终端

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讲回到PD快充，现在常见的是基于USB PD 3.1，主要能实现以下几个功能

1. 最大功率保持20V/5A的100w输出，同时增加扩展功率范围，最大功率为240瓦

2. 其中电压分为以下几档：5v、9v、15v、20v、28v、36v、48v

3. 线缆中最大电流不超过5A

4. 保持可编程电源供应：即PPS

这里就会产生一个问题：充电器能产生20V的电压，要是给5v的设备充电，往往会烧坏对面的设备。

为了解决这个问题，USB-C会通过CC引脚进行通讯，也就是获取对面设备的功率配置，之后再切换到目标电压。

那么PD充电的时候，CC引脚是怎么进行通讯的呢？其实可以理解为进餐厅点菜

当充电器和用电设备通过 Type-C 线连接后，充电器会立刻通过 CC 线广播，就像一个餐厅服务员掏出菜单问你想吃啥一样。

用电设备在知道配接器的供电能力之后，会根据自己当前的电量和电池状态，选择一个最适合自己的供电方式，并向配接器发送请求数据包。也就是你告诉服务员你想吃啥

配接器根据用电设备的选择，评估自身的能力之后，发送“接受”命令。可以看做是服务员给你一个取餐号让你等一下，当然在实际上这个时间极短。

充电器内部的电路开始工作，将电压从原来的默认电压（比如5V）提升到协商好的电压。电压调整好之后，它会发送一个“电源已准备好”的信号。也就是你点的餐做好了，服务员给你端上来

配接器输出协商后新的供电电压。充电器正式输出协商好的高电压，充电设备开始以高功率进行快速充电。这个时候电池就不断吃下充电器提供的电流了

正是因为有协商的过程，我们在PD充电的时候不需要担心电压不匹配会损坏你的设备

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如何查看笔记本支持的PD充电协议呢？

直接查看机器的背面的贴纸上写着的PD充电规格：20V/3.25A（常见于轻薄本）、或者20V5A，这些都是笔记本上常见的PD充电规格。

如果是轻薄本，一般是支持65w的PD充电。

如果是联想拯救者这种有自己的私有协议，PD充电可以达到20V/7A或者更高，背面往往不会写，官网上可以查适配的PD充电器（比如C140和C170）。当然，也支持第三方充电器

看充电器的输出是否能满足笔记本的PD充电规格，如果最高规格的仍然无法满足那大概率是无法充电的（需要注意充电器要有3C认证避免损害主板）

关于充电线

既然PD充电这么好用，那么只要是支持PD充电的充电头和支持PD充电的手机/笔记本就能PD充电吗？

其实还忽略了充电线：充电线主要通过线内的 CC（Configuration Channel） 引脚来和充电器、设备进行沟通，决定能传输多大的电流。

存在两类不同标准的线缆，首先是标准充电线，分为1.5A和3A

● ○ 1.5A 的线：没有特殊标记，充电器和设备就知道它能安全传输的电流上限是 1.5A。

○ 3A 的线：在 CC 引脚上会有一个特殊的 CC 标记（通常是电阻值不同）。充电器通过这个标记，就知道这条线可以支持最高 3A 的电流。

其次是大电流充电线，一般电流在5A 及以上。当电流需求超过 3A 时，为了安全，USB-C 协议规定需要使用带有 E-Marker 芯片的充电线。

E-Marker 芯片就像是充电线里的“身份证”和“说明书”。它会告诉充电器：

● 这条线是什么类型（USB 2.0、USB 3.1、USB 4）。

● 它能支持多大的电流（比如最高 5A）。

● 它能支持多大的功率（比如 100W 或 240W）。

充电器只有在接收到 E-Marker 芯片传递的信息，确认这条线能安全承受大电流后，才会输出超过 3A 的电流。

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既然PD充电这么好用，为什么国内厂商仍然开发了大量的私有协议呢？

首先PD协议不是专门给手机专门设计的，设定的电压较高。目前的PD3.1版本协议仅仅支持5V，9V，15V，20V，28V，36V，48V等少数电压，和手机的电池电压并不完全匹配。

2. 然而，手机电池的电压通常在 3.7V 到 4.4V 之间。当手机采用 PD 充电时，需要一个降压转换电路 (buck converter)将 PD 协议输出的高电压（例如 9V）降至电池所需的低电压。

这个降压过程会产生能量损耗，并以热量的形式散发出去，导致充电效率下降。

3. 手机更多采用低电压高电流的充电方案，同时采用多个电芯并联充电，分担充电时的大电流。由于大电流在线缆中发热明显，这种采用的Type-C线的线缆需要横截面积更大，以降低阻值避免过热。

基于以上的原因，手机并不能很好兼容PD协议，所以手机的高功率充电通常依赖私有协议。

由于这些协议在硬件和软件层面都经过特殊设计，使用原装充电线可以确保设备与充电器之间的完美匹配和安全通信。

这能最大程度地减少潜在的安全风险，例如过热或充电效率低下。因此，为了保护你的设备并确保最佳充电体验，建议使用原装充电线。