企業(yè)若自身進(jìn)行測(cè)試計(jì)劃，可能因時(shí)程或成本考慮而疏忽重要的步驟，導(dǎo)致后續(xù)問(wèn)題不斷涌出。身為專業(yè)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，在測(cè)試規(guī)劃上考慮周全是我們基本的責(zé)任，我們對(duì)于每一項(xiàng)測(cè)試及步驟都秉持著謹(jǐn)慎的態(tài)度，在后續(xù)內(nèi)容我們將說(shuō)明在質(zhì)量認(rèn)證測(cè)試上，是否有任何替代方案，或是更好、更安全的審查認(rèn)證機(jī)制。

首先讓我們來(lái)討論這次手機(jī)爆炸風(fēng)波背后的主因，當(dāng)手機(jī)起火或爆炸發(fā)生，通常是因?yàn)殡姵貎?nèi)部短路所引起的。鋰電池內(nèi)有隔離膜片來(lái)隔離正極及負(fù)極，但是當(dāng)隔離膜被穿破而導(dǎo)致電極接觸后，電池溫度將會(huì)急遽升高。如果你曾將9伏特的電池放在您的口袋中，你可能就會(huì)有被電池?zé)岫葼C到的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)一枚硬幣快速接觸電池的正負(fù)極，電池也會(huì)變得非常燙。

當(dāng)隔離膜壞掉時(shí)，鋰電池內(nèi)部就有可能發(fā)生短路的問(wèn)題。由于鋰電池本身具有一定的能量，因此當(dāng)短路時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)燙，進(jìn)而引起內(nèi)部的電解液外露。外部的熱能或是火光就可能讓整個(gè)電池燃燒起來(lái)。一旦裝置內(nèi)部的一個(gè)組件燒起來(lái)，則會(huì)開(kāi)始蔓延到其他零件，接著整臺(tái)裝置就會(huì)著火。

為了確保手持式裝置的質(zhì)量與安全性，許多測(cè)試及驗(yàn)證項(xiàng)目都可以協(xié)助達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，依照我們多年的經(jīng)驗(yàn)，主要有三大面向的測(cè)試是必要的，分別為:硬件驗(yàn)證、USB-IF一致性測(cè)試，下方我們將介紹這三項(xiàng)重要測(cè)試。

?硬件驗(yàn)證?

硬件驗(yàn)證旨在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)階段的前期，能夠提早發(fā)現(xiàn)潛在設(shè)計(jì)問(wèn)題，并實(shí)時(shí)產(chǎn)出解決方案與建議，來(lái)改善產(chǎn)品質(zhì)量。硬件驗(yàn)證項(xiàng)目包括：

1. 信號(hào)完整性(Signal Integrity)
2. 零組件整合驗(yàn)證(Key Component Validation)
3. RF信號(hào)驗(yàn)證(RF Validation)

在信號(hào)完整性的測(cè)試項(xiàng)目中，有一項(xiàng)「電力量測(cè) Power Measurement」包含了不同層面的安全檢測(cè)，如AC/DC電流效率、功率因素、浪涌電流及保護(hù)功能檢查。

?USB-IF 一致性測(cè)試?

USB-IF一致性測(cè)試，也是一個(gè)很重要的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。USB-IF協(xié)會(huì)十分活躍，除了技術(shù)上的更新，也不定期會(huì)舉辦各式插拔活動(dòng)、兼容性活動(dòng)、開(kāi)發(fā)者大會(huì)等，透過(guò)會(huì)員間彼此的交流，持續(xù)更新其技術(shù)。其測(cè)試內(nèi)容與線纜、裝置、Dongle、連接器以及充電器的安全標(biāo)準(zhǔn)息息相關(guān)，能協(xié)助開(kāi)發(fā)者提早發(fā)現(xiàn)可能潛在的問(wèn)題。

USB-IF定義了USB的技術(shù)規(guī)格，包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)的接口與結(jié)構(gòu)，為了要讓制造商的產(chǎn)品能符合規(guī)格并通過(guò)測(cè)試，USB-IF制定了Compliance Program來(lái)提供一套合理的評(píng)估范圍標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)測(cè)試方法是專為硬件制造商所提供的USB規(guī)格兼容性測(cè)試，通過(guò)測(cè)試的產(chǎn)品將可被加入Integrator List名單中，并取得使用USB標(biāo)志的權(quán)利。

USB Type-C裝置的兼容性議題更是不容輕視，因?yàn)槌潆娨约皵?shù)據(jù)傳輸上與以往的規(guī)格有極大的差異，若未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證則有可能導(dǎo)致意外或是問(wèn)題發(fā)生，最終將會(huì)產(chǎn)生不良的使用者體驗(yàn)。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里曾觀察到下列各種案例:

• 裝置可能損壞
• 線纜可能容易損壞
• 連接器可能損壞，無(wú)法兼容于裝置而造成接口損壞
• 裝置可能無(wú)法同步或是充電
• 可能造成連接中的裝置電池在充電時(shí)超過(guò)負(fù)荷而燃燒
• 裝置可能不會(huì)正常運(yùn)行

也因?yàn)閁SB Type-C的接口相對(duì)復(fù)雜于之前我們所認(rèn)知的USB 3.0，藉由兼容性測(cè)試，我們可以證明產(chǎn)品的穩(wěn)定性，也讓使用者有更深一層的認(rèn)識(shí)。

為了確保產(chǎn)品安全性及穩(wěn)定度，企業(yè)應(yīng)該去做相關(guān)的認(rèn)證及兼容性測(cè)試，但同時(shí)這也代表著無(wú)數(shù)的程序及工時(shí)成本。因此許多企業(yè)就會(huì)想要?jiǎng)?chuàng)造自己的測(cè)試中心，用自己的團(tuán)隊(duì)來(lái)檢測(cè)這些國(guó)際級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證，用這樣的方式可以提高時(shí)程掌握度也能節(jié)省成本。在跨國(guó)企業(yè)中，這樣子的案例非常常見(jiàn)，若一切順利的話，則被視為非常具有生產(chǎn)力的案例。

但事實(shí)上隨著上市時(shí)程的逼近以及預(yù)算緊縮等種種壓力，企業(yè)對(duì)于獲利的重視遠(yuǎn)大過(guò)于對(duì)原物料及質(zhì)量管理，就如星際大戰(zhàn)中尤達(dá)大師的名言: 「一旦步入黑暗之路，你的命運(yùn)將會(huì)永遠(yuǎn)被它支配、吞噬。」一條龍式的制造過(guò)程，原先的用意良好，也能有效節(jié)省企業(yè)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上的成本，但企業(yè)身兼球員及裁判兩個(gè)角色，實(shí)在難以在天平的兩端取得平衡。為了在制造生產(chǎn)的過(guò)程中節(jié)省成本，反而造成后續(xù)的意外以及公關(guān)危機(jī)，實(shí)在得不償失，若有專業(yè)公正的第三方單位來(lái)協(xié)助把關(guān)，是否會(huì)讓產(chǎn)品質(zhì)量提升，并加強(qiáng)消費(fèi)者的安全感，也是企業(yè)可以思考的方向。

最后，請(qǐng)?jiān)囅朐诋a(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，你追求的是什么? 你希望誰(shuí)來(lái)制造你日常生活上的用品? 這兩個(gè)問(wèn)題值得大家深思。

有鑒于此，百佳泰特別針對(duì)有線、無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品，為大家進(jìn)行兼具深度與廣度的充電效能實(shí)測(cè)與評(píng)鑒分析；未來(lái)不論是有線或無(wú)線充電器、手機(jī)、車載多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)等廠商或相關(guān)零組件開(kāi)發(fā)商，皆可透過(guò)百佳泰尋求最完整的充電效能分析與兼容性測(cè)試解決方案。

本篇文章將分成三個(gè)部份，第一部分是針對(duì)有線充電技術(shù)的規(guī)范發(fā)展與市面上通用的充電器產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)分析；第二部分則針對(duì)無(wú)線充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)所推出的充電器裝置進(jìn)行簡(jiǎn)介與實(shí)測(cè)；在最后一個(gè)部分，我們會(huì)對(duì)兩種充電技術(shù)進(jìn)行效能比拼與分析。電子裝置的硬件發(fā)展戰(zhàn)火已逐漸延燒至外圍應(yīng)用如充電器，能一舉占領(lǐng)電源補(bǔ)給需求的關(guān)鍵技術(shù)版圖，將為能源的使用和儲(chǔ)存應(yīng)用創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)契機(jī)。

實(shí)測(cè)評(píng)鑒一：有線充電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)分析

當(dāng)USB不再只是數(shù)據(jù)的傳輸接口，而成為可供應(yīng)智能型手機(jī)、平板電腦等行動(dòng)裝置的電源傳輸接口時(shí)，即符合我們之前為大家介紹過(guò)的充電器通用接口標(biāo)準(zhǔn)IEC 62684的要求，讓電源供應(yīng)器具有高效能、低損耗、低幅射及高安全性管理的技術(shù)規(guī)格（詳情請(qǐng)參考IEC 62684手機(jī)充電器標(biāo)準(zhǔn)：一「體」成形、一「器」呵成）。為符合IEC 62684的技術(shù)規(guī)格，受測(cè)裝置必須先通過(guò)USB-IF協(xié)會(huì)所制訂的連接器測(cè)試規(guī)范以及相關(guān)規(guī)定，而USB-IF協(xié)會(huì)更將于2013年底前正式推出最新的電池充電標(biāo)準(zhǔn)1.2版本（Battery Charging V1.2，BC 1.2）的兼容性測(cè)試。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，BC 1.2有三種充電模式：標(biāo)準(zhǔn)下行端口（Standard Downstream Port，SDP）、充電下行端口（Charging Downstream Port，CDP）以及專用充電端口（Dedicated Charging Port，DCP）。SDP屬于標(biāo)準(zhǔn)慢充模式，僅能提供最高7.5瓦、500毫安（mA）的電流，因此充電速度較慢；DCP與CDP則為快速充電模式，能支持500mA或1,500 mA兩種電流，可縮短行動(dòng)裝置或其他消費(fèi)性電子產(chǎn)品的充電時(shí)間，并可直接透過(guò)交流電（AC）充電。日后欲取得USB-IF認(rèn)證的裝置，皆須通過(guò)BC 1.2版的CTS認(rèn)證。換言之，未來(lái)不論智能型手機(jī)、平板裝置、筆記本電腦以及數(shù)字家庭產(chǎn)品都可使用USB來(lái)進(jìn)行充電。

另一方面，Apple雖然其產(chǎn)品的充電器接口也是透過(guò)USB來(lái)進(jìn)行，但其專屬的充電模式是不同于USB-IF協(xié)會(huì)所推出的BC標(biāo)準(zhǔn)；因此，我們特別藉由下表一來(lái)帶領(lǐng)大家了解當(dāng)今兩大有線充電技術(shù)的優(yōu)劣。

有了這個(gè)前提之后，我們即根據(jù)市面上不同充電器包含USB電源供應(yīng)器、行動(dòng)電源、USB車充以及汽車音響裝置來(lái)進(jìn)行多款的手機(jī)充電實(shí)測(cè)與競(jìng)爭(zhēng)分析。在所謂的有線充電技術(shù)里，我們首先必須厘清的一個(gè)觀念是，充電器本身會(huì)根據(jù)其充電模式與效能的不同提供固定電流或是不同模式的電流充電，但此時(shí)實(shí)際充電量的多寡是取決于手機(jī)裝置本身的協(xié)議。也就是說(shuō)，假使充電器本身宣告能提供最高2A的電流，但手機(jī)本身只能進(jìn)行1A或是0.5A的電流充電時(shí)，這時(shí)整個(gè)充電量就會(huì)是以手機(jī)所需的電流量為主，也就是只會(huì)充電1A或0.5A，因此裝置本身的充電協(xié)議才是造成其充電量多寡的主因。

（一）競(jìng)爭(zhēng)分析一：USB電源供應(yīng)器

我們找了8款USB電源供應(yīng)器來(lái)對(duì)6款行動(dòng)裝置（手機(jī)及平板）進(jìn)行充電（表二），基本上因?yàn)椴煌b置有各自的充電協(xié)議，因此在對(duì)應(yīng)不同臺(tái)USB電源供應(yīng)器所拉的電流會(huì)有所差異。其中比較值得關(guān)注的議題有二，首先我們可以發(fā)現(xiàn)用Samsung的電源供應(yīng)器來(lái)充iPad 4時(shí)，可能因?yàn)閕Pad 4本身的充電協(xié)議的限制，導(dǎo)致它只能向Samsung的電源供應(yīng)器拉到0.467A的電流，因?yàn)榈陀?.5A的最小充電值，所以我們發(fā)現(xiàn)iPad 4因此不進(jìn)行充電。其次，從小米機(jī)2代（MI 2）的充電量來(lái)看，我們發(fā)現(xiàn)不論哪一臺(tái)電源供應(yīng)器，MI 2都是以最大的電流趨近1A來(lái)充電，如此的好處是充電的速度會(huì)很快；然而長(zhǎng)久下來(lái)其實(shí)對(duì)手機(jī)本身的電池壽命是有所影響的，尤其是在電量移轉(zhuǎn)與消耗的過(guò)程中，會(huì)不斷在降低電池的壽命。

（二）競(jìng)爭(zhēng)分析二：Power Bank行動(dòng)電源

我們找了5款行動(dòng)電源來(lái)對(duì)6款行動(dòng)裝置（手機(jī)及平板）進(jìn)行充電（表三）。MI 2的充電量依舊維持在行動(dòng)電源能提供多少電量，MI 2就拉多少電量，有時(shí)所拉的電量還超過(guò)平板電腦iPad 2的充電量，在手機(jī)電池容量本來(lái)就不多的情況下，如此大電流的持續(xù)充電，對(duì)手機(jī)電池與行動(dòng)電源自身的電池有極大的傷害。

（三）競(jìng)爭(zhēng)分析三：USB車載充電器

我們找了4款USB車載充電器來(lái)對(duì)6款行動(dòng)裝置（手機(jī)及平板）進(jìn)行充電（表四），依舊觀察到MI 2的手機(jī)依舊照自己的充電模式，幾乎都拉大電流來(lái)充電，電流量幾乎要和平板iPad 4拉的電流一樣大，尤其平板電腦本身相較于手機(jī)，本來(lái)就會(huì)拉比較大的電流來(lái)進(jìn)行充電，但MI 2竟然可以拉到與平板電腦一樣，甚至更高的電流。

（四）競(jìng)爭(zhēng)分析四：車載音響裝置

我們找了4款車載音響裝置來(lái)對(duì)6款行動(dòng)裝置（手機(jī)及平板）進(jìn)行充電（表五）?；旧掀囈繇懷b置如Sony和JVC都是遵循USB的SDP標(biāo)準(zhǔn)慢充模式來(lái)提供0.5A的充電量。唯有Samisen因?yàn)闆](méi)有遵循USB的SDP模式，因而造成各多數(shù)手機(jī)無(wú)法進(jìn)行充電。其次，我們可以發(fā)現(xiàn)Sony與JVC的車載音響裝置也無(wú)法對(duì)iPad 4進(jìn)行充電，這是由于平板電腦iPad 4對(duì)于充電量的需求較高，但兩家的車載音響裝置卻無(wú)法提供超過(guò)0.5A的電流，因此產(chǎn)生無(wú)法充電的情況。

根據(jù)上述四個(gè)測(cè)試結(jié)果可以證明，即使市面上有許多的行動(dòng)電源或電源供應(yīng)器，但能做到最有效的充電模式又不傷害到自身的電池壽命，實(shí)際上充電量的多寡是取決于手機(jī)裝置本身的協(xié)議。因此，如何在手機(jī)的充電協(xié)議上作進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)化就顯得非常重要，才能讓手機(jī)在對(duì)各式各樣的充電器進(jìn)行充電時(shí)能有最高的互操作性，并因此獲得穩(wěn)定有效的電流。

實(shí)測(cè)評(píng)鑒二：無(wú)線充電技術(shù)簡(jiǎn)介與實(shí)測(cè)

關(guān)于無(wú)線充電技術(shù)的發(fā)展與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)，請(qǐng)參考「無(wú)線充電技術(shù)（Wireless Charging）擺脫麻煩充電器實(shí)現(xiàn)無(wú)限可能」文章介紹。在本次的測(cè)試報(bào)告中，我們首先將焦點(diǎn)鎖定在WPC協(xié)會(huì)所發(fā)展的技術(shù)與其認(rèn)證過(guò)的產(chǎn)品，其基本原理是在發(fā)送端（TX）和接收端（RX）都裝置一個(gè)線圈，當(dāng)TX連接電源時(shí)會(huì)形成「電流會(huì)產(chǎn)生磁能、磁能會(huì)制造電流」的電磁感應(yīng)，而RX線圈感應(yīng)到這個(gè)電磁信號(hào)，透過(guò)磁場(chǎng)的變化便可產(chǎn)生電力為電池充電。然而，我們都知道電源在功率轉(zhuǎn)換的過(guò)程中一定會(huì)有能源耗損的情況產(chǎn)生，尤其是在無(wú)線充電TX轉(zhuǎn)RX的過(guò)程（如下表六），不論是從Te1到Te2，再?gòu)腡e2傳遞給Re1，這不同階段的傳遞過(guò)程都會(huì)造成功率的耗損，也就是電流的傳導(dǎo)不可能是百分之百的功率。另外，TX與RX兩端的距離、相對(duì)尺寸、線圈設(shè)計(jì)、線圈角度以及線圈形狀也都會(huì)對(duì)無(wú)線充電產(chǎn)生影響。例如欲將無(wú)線充電達(dá)到最高效率，礙于能量的傳遞與耗損限制，應(yīng)該盡可能減少TX與RX之間的距離；TX與RX兩端的線圈也要采取同樣尺寸的設(shè)計(jì)以達(dá)到最佳的電量傳輸功率。

然而，根據(jù)WPC的定義，70%的功率轉(zhuǎn)換是一個(gè)最高且最優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)。在此份評(píng)鑒報(bào)告中，我們的目的就是要來(lái)觀察目前市面上販賣并以通過(guò)WPC Qi認(rèn)證的產(chǎn)品，是否真時(shí)達(dá)到70%這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。有了這個(gè)前提之后，我們?cè)贋榇蠹液?jiǎn)單介紹WPC所推出的幾種TX技術(shù)原理（表七）。

本次無(wú)線充電測(cè)試，我們總共選取了3款市面上以販賣的產(chǎn)品（表八）來(lái)對(duì)具有無(wú)線充電功能的手機(jī)進(jìn)行充電，分別針對(duì)100mA到1000mA的不同負(fù)載的范圍（以100mA為單位）來(lái)測(cè)試其功率，是否有達(dá)Qi的認(rèn)證明載無(wú)線充電的功率轉(zhuǎn)換需達(dá)70%。

根據(jù)表九測(cè)試結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)兩項(xiàng)關(guān)鍵議題：

（一）雖然WPC宣稱認(rèn)證產(chǎn)品都必須達(dá)到70%的能源轉(zhuǎn)換充電效率，但根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果顯示幾乎都未達(dá)70%的標(biāo)準(zhǔn)。

• Panasonic的功率最高只達(dá)50.92%；Maxwell也只到達(dá)58.13%，我們可以發(fā)現(xiàn)兩家裝置都未達(dá)70%的要求；然而，他們皆屬于Qi的認(rèn)證產(chǎn)品。
• Nokia DT-900的充電效率不穩(wěn)定，供電斷斷續(xù)續(xù)以致于無(wú)法完成測(cè)試，它只能對(duì)Nokia牌子的手機(jī)進(jìn)行充電，其他牌子大多數(shù)皆失敗。

（二）WPC 1.1宣稱在5W的功率下，充電裝置應(yīng)該可進(jìn)行最大1A的充電量，但我們可從上表發(fā)現(xiàn)，Maxwell充電拉到900mA時(shí)就無(wú)法在往上提升而中斷。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，盡管無(wú)線充電技術(shù)近來(lái)越來(lái)越熱門(mén)，但根據(jù)我們的觀察仍然可以歸納出幾項(xiàng)潛在風(fēng)險(xiǎn)是需要被一一克服。

1. 充電距離短

— 無(wú)線充電的TX和RX裝置相隔不能太遠(yuǎn)，在1～2公分的距離內(nèi)才能有較佳的充電效果；一旦距離過(guò)長(zhǎng)，能量的衰減將逐漸增加。

2. 較低的充電效能與能量轉(zhuǎn)換功率

— 相較于直接的有線充電，無(wú)線充電的的損耗較大，傳輸效率不高，極易造成電能的浪費(fèi)。因此無(wú)線充電技術(shù)還需要提高其整體充電效能才能提升使用者轉(zhuǎn)而采用的意愿。另外，充電的功率也還未達(dá)有線充電的程度。

3. 安全性

— 線圈在電流充電的情況下會(huì)不斷產(chǎn)生熱能，導(dǎo)致充電的平臺(tái)與裝置會(huì)有過(guò)熱情形發(fā)生。

— 在充電平臺(tái)與裝置間，應(yīng)具有適當(dāng)?shù)漠愇飩蓽y(cè)功能才能排除其他物質(zhì)的干擾。

— 傳輸電流容易受到其他訊號(hào)干擾如手機(jī)來(lái)電或來(lái)自其他電器的訊號(hào)，進(jìn)而影響充電功率。

4. 兼容性

— 不同裝置與充電器的兼容性與互操作性問(wèn)題，即使有過(guò)Qi認(rèn)證的裝置也還是存在無(wú)法充電的情形，對(duì)整體安全性來(lái)說(shuō)仍有一大疑慮。

實(shí)測(cè)評(píng)鑒三：有線、無(wú)線充電技術(shù)效能比拼與分析

在這個(gè)階段，我們將為兩種充電技術(shù)進(jìn)行充電時(shí)間以及耗電量的比拼。

（一）充電時(shí)間

透過(guò)只剩2%的手機(jī)電量到充滿為止所產(chǎn)生的測(cè)試結(jié)果（表十），有線與無(wú)線充電在充電時(shí)間上并沒(méi)有太大差異，幾乎都在3小時(shí)左右即可充滿電量，平均充電量也都維持在600 mA左右的范圍。有線充電技術(shù)的充電量稍微高一點(diǎn)，但是溫度僅有34度，低于無(wú)線充電的40.9度與38.7度，但無(wú)線充電的溫度也還在可接受的范圍內(nèi)。

（二）功率消耗

既然有線或無(wú)線充電幾乎在3小時(shí)就可以充滿手機(jī)電池，也就是充電時(shí)間相同，那么我們就換個(gè)方向來(lái)測(cè)試他們的功率消耗情形；在同樣的時(shí)間內(nèi)，功率是否會(huì)有所差異。根據(jù)表十一的AC Power Meter可發(fā)現(xiàn)，無(wú)線充電的功率平均為55.08%；有線充電的功率為65.39%，在功率上是有明顯的差異。在無(wú)線充電方面，3小時(shí)共享了17.931瓦的電量，因此平均一小時(shí)消耗了5.977瓦；而有線充電3小時(shí)共享了11.558瓦，平均一小時(shí)3.8527瓦。因此我們可以推論在同樣時(shí)間的情況下，無(wú)線充電是比有線充電還要耗電。

以目前雙方的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，隨著USB-IF計(jì)劃在USB 3.0市場(chǎng)漸漸普及的同時(shí)，加速BC規(guī)范的修訂與推展，這使得USB 3.0不但能高速傳輸影像與數(shù)據(jù)封包外，更可以達(dá)成快速充電的多任務(wù)目標(biāo)，進(jìn)而鞏固USB 3.0在充電器與行動(dòng)裝置市場(chǎng)的領(lǐng)航地位。然而，雖然有線充電技術(shù)看似比較穩(wěn)定以及高效，但在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)逐漸走向無(wú)線充電技術(shù)的情況下，無(wú)可避免的相關(guān)技術(shù)或是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都會(huì)不斷的演進(jìn)與更新，以目前無(wú)線充電技術(shù)只有5瓦的功率，最佳的情況下也才提供1A的充電量來(lái)說(shuō)（普遍都未達(dá)70%），目前還很難跟有線充電技術(shù)作比較。但隨著用戶的需求增加與充電模式的簡(jiǎn)單易化發(fā)展下，無(wú)線充電技術(shù)最大的特色在于統(tǒng)一的規(guī)格與資源等兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，擺脫紊亂的充電器材、線材，即能透過(guò)無(wú)線充電技術(shù)來(lái)對(duì)各式各樣的手機(jī)進(jìn)行充電，為廠商省去硬件成本外，也減少資源的浪費(fèi)。

值得注意的是，無(wú)線充電技術(shù)更不只關(guān)注在消費(fèi)性電子產(chǎn)品，未來(lái)不論是數(shù)字家庭或汽車工業(yè)也極可能納入此關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模不容小覷之外，所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)驗(yàn)證就更需專業(yè)且完整的驗(yàn)證解決方案。百佳泰除了有一系列的USB認(rèn)證外，也針對(duì)無(wú)線充電技術(shù)擁有完整性的驗(yàn)證能力；換言之，不論是有線、無(wú)線充電技術(shù)，我們將全面提供相關(guān)廠商充電技術(shù)的問(wèn)題偵錯(cuò)與相關(guān)技術(shù)支持。本文章在此謹(jǐn)以專業(yè)實(shí)驗(yàn)室角度，歸納幾項(xiàng)我們發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)項(xiàng)目與大家分享，創(chuàng)造一個(gè)技術(shù)分享的楔子，期待導(dǎo)引出更多充電器、手機(jī)、車載多媒體娛樂(lè)系統(tǒng)等廠商或相關(guān)零組件開(kāi)發(fā)商在研發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，一個(gè)質(zhì)量保障的參考與技術(shù)咨詢。

除了提供方便、快速而又可靠的數(shù)據(jù)傳輸外，USB還有一個(gè)非常方便的功能，那就是透過(guò)接口的相接進(jìn)行電力傳輸、也就是所謂的充電。然而，目前的USB充電最高仍只能提供到7.5瓦的電力；參考圖一我們可以了解到目前各個(gè)主流USB技術(shù)規(guī)格的電力傳輸限制，就現(xiàn)階段而言，USB 2.0規(guī)格能傳輸2.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供500mA電流）、USB 3.0規(guī)格能傳輸4.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供900 mA電流）、而B(niǎo)attery Charging 1.2則容許傳輸7.5瓦的電力（透過(guò)5V電壓提供1500 mA電流），這樣的供電規(guī)格進(jìn)化雖然能符合可攜裝置如手機(jī)或MP3的充電需求，但通常需時(shí)較長(zhǎng)，且要能滿足大尺寸并需消耗較大功率產(chǎn)品如屏幕顯示器或筆記本電腦的供電，則是力有未逮。

圖一 USB電力傳輸進(jìn)程（來(lái)源：USB-IF網(wǎng)站；”USB Power Delivery Specification 1.0”）

百瓦供電 Power Delivery打造多樣化應(yīng)用可能

為了更加普及USB在不同裝置供電上的應(yīng)用、并減少電源線的配置，全新的USB Power Delivery便應(yīng)運(yùn)而生。USB-IF于日前宣布了這項(xiàng)名為USB Power Delivery（簡(jiǎn)稱PD）的電力傳輸規(guī)范，旨在透過(guò)高達(dá)100瓦的電力傳輸量，讓各種裝置均能透過(guò)單獨(dú)一條USB線纜滿足供電需求，而縮短裝置充電時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，更能優(yōu)化行動(dòng)應(yīng)用的便利性。其基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)（如圖二所示）就是在芯片組中透過(guò)電力儲(chǔ)存的功能，讓電力得以暫存、并傳輸至需要電力的裝置上，同時(shí)，Power Delivery具備雙向性的特點(diǎn)，容許裝置間在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)一邊充電，省時(shí)便利的作法更加提升其使用上的效率，并不再需要傳統(tǒng)的電源線，使電源線材統(tǒng)一化。

圖二 USB Power Delivery基礎(chǔ)技術(shù)架構(gòu)

以圖三的實(shí)際應(yīng)用情境為例作說(shuō)明，在傳統(tǒng)的使用情境中，主機(jī)作為供電者，可以提供電力給相連接的屏幕顯示器、筆電、或硬盤(pán)；而手機(jī)和硬盤(pán)作為被供電者，則可吃主機(jī)或筆電的電；而若是屏幕顯示器和筆電都支持USB Power Delivery，則在此一技術(shù)架構(gòu)下，屏幕顯示器和筆電都既可是供電者、也可以是被供電者，因此，當(dāng)筆電電量不足或沒(méi)有攜帶電源供應(yīng)器時(shí)，即可透過(guò)屏幕來(lái)供電，而當(dāng)屏幕需要電力時(shí)，也可透過(guò)主機(jī)或筆電進(jìn)行供電，這兩者也可以在其他裝置像是手機(jī)、硬盤(pán)等需要電力時(shí)，透過(guò)USB接口傳遞電力，并且與此同時(shí)仍能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)。這樣雙向性的靈活運(yùn)用，也使得USB Power Delivery此一規(guī)格成為各家廠商眾所期待的新技術(shù)應(yīng)用。

圖三 實(shí)際應(yīng)用情境

USB Power Delivery技術(shù)規(guī)格已于2012年7月由USB 3.0與USB 2.0推廣小組宣布正式制定完成，目前規(guī)格版本為1.0，可同時(shí)兼容于USB 2.0與3.0兩種主流規(guī)格，目前并已放置于USB-IF網(wǎng)站提供下載。而為使此一技術(shù)能與既存的USB規(guī)格與整個(gè)應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)得以無(wú)縫銜接，USB Power Delivery在設(shè)計(jì)上特別注意到兼容性與可靠性，因此而有以下幾個(gè)特點(diǎn)：完整配套 確保技術(shù)無(wú)縫銜接

• 能完整運(yùn)作于既有的USB裝置上。
• 兼容于既有符合規(guī)格的USB 2.0、USB 3.0線纜與連接器。
• 禁止作用于非合法的線纜（如市面上常見(jiàn)的Y Cable）上，因此能減少風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)裝置的潛在破壞因素。
• 在發(fā)送端及接收端采取高效益低成本的設(shè)計(jì)架構(gòu)，電源管理機(jī)制能進(jìn)行不同裝置間的供電調(diào)整，藉而使工作效能優(yōu)化
• USB裝置間的電壓及電流值可透過(guò)既有的Vbus pin進(jìn)行溝通，不需額外的繁復(fù)裝置設(shè)定。
• 供電端（Source）與接電端（Sink）可互換角色，屬雙向式的電源供應(yīng)，在電源傳輸上有高度的彈性。
• 可共存于目前的USB Battery Charging 1.2，而不相沖突。

由此可見(jiàn)，USB Power Delivery在提供強(qiáng)大供電愿景的同時(shí)，也同時(shí)關(guān)注到在實(shí)際應(yīng)用層面上，是否能讓廠商在最簡(jiǎn)易的方式、與不需耗費(fèi)大量成本的狀況下，順利導(dǎo)入PD功能；以及使用者能否在最不需適應(yīng)的狀況下，就能直接享受到PD帶來(lái)的便利體驗(yàn)。

方便易用 市場(chǎng)普及指日可待

就市場(chǎng)面來(lái)看，除了Intel為主要的技術(shù)倡議者外，包括德州儀器（TI）、史恩希（SMSC）也將會(huì)是芯片此一規(guī)格的先驅(qū)者，進(jìn)行USB Power Delivery芯片組的開(kāi)發(fā)；而電源芯片組也將有安森美（ON Semiconductor）與恩智浦（NXP）等大廠的投入。在今年初甫落幕的美國(guó)國(guó)際消費(fèi)性電子展（International Consumer Electronics Show，CES），USB-IF也已在會(huì)中展示了實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用，透過(guò)一臺(tái)接電且符合USB Power Delivery功能的屏幕顯示器，可透過(guò)USB線纜供電給一臺(tái)功率為65瓦的筆記本電腦，并可再與另一臺(tái)屏幕相連作為延伸桌面顯示，透過(guò)這樣簡(jiǎn)單的展示，便可讓人對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生無(wú)限想象。

圖四 USB Power Delivery標(biāo)志（上為USB 2.0，下為USB 3.0）

作為USB-IF所授權(quán)的指定測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，百佳泰始終追隨科技遞延的腳步實(shí)時(shí)更新技術(shù)能力與驗(yàn)證深度，除了從USB Power Delivery規(guī)格推出初期便開(kāi)始著手技術(shù)的了解、研究與掌握外，也將持續(xù)關(guān)注其他晚近規(guī)格像是SuperSpeed Inter Chip（SSIC）以及各規(guī)格未來(lái)版本的鉆研。若有任何對(duì)USB接口相關(guān)技術(shù)、測(cè)試驗(yàn)證的問(wèn)題，歡迎聯(lián)系百佳泰service@allion.com。在高速傳輸接口之爭(zhēng)中，盡管Thuderbolt擁有比USB更快速的傳輸速度，但USB在功能上另辟蹊徑針對(duì)供電能力的大躍進(jìn)，創(chuàng)造了未來(lái)更便利的使用情境，再加上USB接口在成本上的優(yōu)勢(shì)、以及整個(gè)市場(chǎng)消費(fèi)者的高接納度，在短期內(nèi)必然也將持續(xù)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。相信在不久的將來(lái)，USB Power Delivery的標(biāo)志（如圖四）也將逐步滲透各式電子產(chǎn)品與應(yīng)用場(chǎng)域。