USB电力传输效益Q&A

USB是一种也可以用来供应电源的数据界面，在此之前，它只能供应有限的电力，不过最新的USB电力传输(USB Power Delivery; UPD)规范已能供应最大100瓦电力，这个新协定也承诺缩短电池充电时间，以及减少用来连接不同装置所需的连接线数量。Microchip全新发表UPD100X系列USB电力传输控制器，透过与Microchip USB和网络部门资深产品行销经理Ken Nagai的访谈带您深入了解此一新产品系列。

Q: 可否谈谈关于Microchip最近刚发表UPD控制器新产品的产品概念?

A: 我们发表以业界标准协定为基础的UPD100X系列USB电力传输控制器。在此之前，若要增加一个单一埠的电流和功率，需要专属技术来完成，而UPD确实是朝高功率业界标准协定迈进的第一步，能提供更快速的电池充电时间。随着移动设备在市场上大量普及，大容量电池以及充电时间的缩短，已成为变压器很重要的需求，而UPD的另一个优点在于减少连接线。如果你家里有一台桌上型电脑，还有监视器、硬盘机和各式各样的周边装置，透过电力分享方式进行传输将可减少连接线数量。我们的方案具备高度的配置能力和弹性。

Q: 可否多谈谈电力输送？它的最新协定与之前Battery Charging基准有何差别？

A: 电力传输实际上是一种电池充电协定和电力分享协定的业界标准，它由USB-IF标准组织负责规范。UPD实质上提升了一个单一埠的功率输出。USB 2.0从一个单一埠利用非常标准的5V电压供给0.5A电流，USB 3.0提升到5V电压供给0.9A电流，而另一项称为Battery Charging(BC) 1.2的标准则将充电电流提高到1.5A。而UPD的不同之处就是将充电电流提高到5A，且不局限于5V电压；你可以将电压增加到20V。这代表显着的电力提升，UPD以20V和5A提供高达100瓦电力，相当于一个单一USB 2.0埠的40倍电力。对许多客户而言，这是相当具吸引力的。

Q: UPD能为我们做什麽、带来什麽样的好处？UPD是迈向全球通用充电的第一步吗？

A: UPD诉求的是单一连接线组态，对笔记本电脑而言，UPD的优点在于不需要为了电源供应或数据传输而将很多条连接线插在笔记本电脑上。换句话说，你可以透过USB电力传输线存取数据、执行USB数据传输，不仅是送电，甚至能分享高度电力给其他装置。移动设备而言，充电时间非常重要，从一个单一连接线基座尽可能快速的充电，并透过该USB线传输电力和数据。也可以将充电器插在平板电脑上，同时透过大屏幕观看视讯。除此之外还有许多使用上的弹性。在显示器方面，增加UPD后便能提升整体环境，为整个电脑周边设备供电。UPD除了减少杂乱的连接线，更提升了显示器的价值。

Q: 您可以多跟我们分享一些Microchip在UPD产品系列的计划吗？

A: Microchip发表UPD100X系列产品，特别是UPD1001。UPD1001是一个供电端(provider)。所谓UPD供电端是指传输电力给系统，通常是AC变压器或是电池充电。此外，我们还有另一款UPD电力输送系统终端UPD1002，它能同时扮演供电端和受电端的角色。供电端？受电端包括监视器、笔记本电脑以及几乎任何接受电力的装置。某些情形下，这些系统也可以传输电力，特别是在移动设备方面，例如，平板电脑也可以传输电力以提供照明或执行其他独特工作。

我们已开始供应UPD1001样本，而UPD1002非常接近进样阶段(预定2014年第三季供应样本)。我们并非停滞在这二种接头型式，Type C接头已在开发中，有一种新的电力传输体系将直接运用于Type C接头。我们将继续致力执行我们的产品计划和发展蓝图，朝开发一个支持Type C接头的新UPD方案迈进。

Q: 您可否针对不同形式的接头来多做说明？

A: Type A和Type B是我们今天在许多笔记本电脑或打印机常见的USB接头，亦即市场上的标准USB接头。现在有一种新的接头即将出现，USB-IF委员会称其为Type C。Type C允许更薄更时尚的产品设计，提高易用性且能更轻易插入。使用者将不再需要担心连接线的方向和方位，可以以一个方向连接，或者翻转过来用相反方向接续。Type C在侦测USB连接线后就可以开始传输电力，或者为其所协商的任何协定供电。标准组织正朝新型接头发展，未来将出现支持新型接头的新电力传输体系， Microchip致力于提供USB电力输送解决方案给现有以及新型接头。

Q: UPD适用于那些种类的应用呢？

A: 笔记本电脑、移动设备、基座、汽车、车用音箱、工业电脑、掌上型工业装置等，还有其他同样寻求以极创新方式传输电力的消费性电子产品。许多客户和应用开发者对这项UPD技术很感兴趣，例如，消费者基于我们以上谈论的理由，包括更快速电池充电、减少杂乱的连接线、分享电力等，正在寻求这类UPD技术。汽车应用方面有音箱接线盒和充电器等。一旦移动设备开始使用这些USB装置，汽车制造商也将希望在他们的产品内部署USB电力传输。当你带着平板电脑或智能电话开车上路，你可以插上装置以接收最佳的充电电流并享有快速充电时间。工业应用也是如此，除了平板电脑或掌上型扫描仪等移动设备，还包括一些终端设备。由于可以提供高达100瓦电力，市场上也希望利用它在工业系统分享电力。

Q: 某些贵公司的竞争者也开始推出UPD解决方案，Microchip为客户提供的解决方案内容为何？

A: UPD100X的策略是要为客户提供一个独立的USB电力传输方案。我们不希望仰赖很多处理器和外部微控制器来执行很多控制，于是我们整合了一个微控制器、一次可程序存储器以及传输界面和侦测。此外，我们设计了一个外部SPI ROM以满足客户希望拥有外部存储器效益的需求。由于提供高达100瓦电力，我们必须注重安全功能，电流与电压监测是极关键重要的。

Q: UPD是一个客户需要的完整且立即可用的解决方案吗？

A: 是的。我们的策略就是让我们的客户了解他们的系统，例如，他们知道如何制造AC变压器以及如何从变压器传输电力。USB电力传输是一项新技术，而我们提供的是一个独立型的产品，客户可以直接将UPD增加到他们的系统。由于我们在产品内处理了许多协定管理问题，使它成为一实时可用的方案，非常容易整合到客户的系统，也更容易被客户所采纳。

Q: 电池该如何从UPD充电？而电力又是如何在装置间分享与流动？

A: 相较于今日市场上的标准USB，电流增加的情况下，充电时间将显着缩短。除了移动设备与智能电话制造商，笔记本电脑制造商希望可以更快速的为电脑里的多核心(multi-cell)电池充电。若不是采用UPD，则必须使用不同的连接线和变压器以连接不同的装置，这也是许多客户对于较高电压与高电流方案感兴趣的原因。

UPD可以让你摆脱变压器和连接线，同时，所有装置都能分享100瓦电力。只要系统具备电力传输功能，UPD也可以不使用交流电源。这意谓着笔记本电脑和平板电脑都可以当成供电端，当你的电话电力不足时，你可以将它插在笔记本电脑上充电而无需变压器。

Q: 稍早您提到产品的可组态性与弹性，可否对此详尽说明？

A: USB-IF定义了五种标准电力传输组态规格，这意谓着不论Microchip或其他竞争厂商都必须符合这五种有关特定电流、电压与电力组合的标准规范。标准规范组态包括5V、12V和20V，而有些客户希望介于其间的电压。再者，有些制造商可能需要94V或16V。为满足多方需求，我们的做法是增加25种组态，让客户有更多选择能优化他们的系统。

我们的元件提供很简单的组态设定，只需要使用非常小、简单且低成本的电阻？电容组合，即可从外部的二个组态接脚进行设定，还提供广泛的组态弹性。许多客户需要一个外部ROM，而我们提供整合的quad-banks一次可程序存储器，无须仰赖任何外部存储器元件便可支持系统组态。
(本文作者为DIGITIMES DOTCOM编辑Rodney Chan。原为英文采访，上刊于DIGITIMES英文网 [Wednesday 4 June 20140] )。