對於 Power Delivery 的基礎認識,與如何選購 Power Delivery 充電器 (PD充電器) 及 Type-C 線材 (新增 PD3.1 240W)



首先,這是篇介紹類型與個人心得分享的文章。

用詞不會以精準或專業,但會以好懂的主觀認知為主。

以下幾類使用者可能不會在這篇文章得到太多資訊,可以節省時間直接左轉上一頁離開:

 

  1. EE 專業出身的同學。
  2. 浸淫在 3C 領域,手頭已有多個額外購買的 PD 充電器或線材的使用者 (除手機本身附贈外)
  3.  PD 周邊產品供應鏈及產業上班的業內人士。
  4. 想看圖文並茂開箱文,直接想要推薦商品清單的使用者。
  5. 不想看很多字,或對用字與專業很敏感的人。

Power Delivery (簡稱 PD) 是一種新一代且越來越流行的快速充電技術。多用在相對耗電、相對高功率、或有快速充電需求的攜帶型 3C 電子產品 (如:筆電、手機、行動電源...)。常聽到的 QC 2.0/3.0/4.0 就是與 PD 同用途,市面上競爭的另一個快速充電技術。
截至 2021 年 5 月以前 PD 快速充電技術已推出到 PD 3.0 版本。產業界於 6 月之後新增了最新的 PD 3.1 版本,將充電速度從最快 100W 一舉提升到 240W 的大功率 (高速) 充電。其後市場上新推出的電器、充電器或充電線產品,須額外注意是否支援最新的 PD 3.1 快速充電。

 

快速充電的定義是相對於早期 USB 充電器所提供的功率 (如:5W10W12W) 作為對比,能超過 12W 的充電技術基本上才會被稱為是快速充電技術。
越高瓦數 (W) 代表充電功率越高,基本上等於充電越快、充電時間越短的意思。

 

Power Delivery 目前是屬於有線的充電技術,未來會不會發展到無線充電領域不知道。
有線的充電技術需要充電線與裝置上充電孔的配合才能進行充電。 

 

 Power Delivery 用的是 USB Type-C 雙面皆可插 (但無磁吸的接頭跟充電孔。但相反的,有 Type-C 充電孔的裝置不一定支援 PD 充電。
這可能常常會讓不懂的使用者搞混,以為自己的手機或筆電有 Type-C 充電孔就一定支援 PD 快速充電。

 

註: 蘋果的手機是使用 Lightning 專用充電孔,其本身算是支援 PD 快速充電的少數例外。但其快速充電支援的最大速度,較大多其他非蘋果卻支援 PD 快速充電的裝置更低。

 

在筆電部分尤其要注意,所隨附的 Type-C 接孔不一定有充電功能,而僅有 USB 資料傳輸的功能 (也就是讓你接 Type-C 隨身碟、讀卡機...等裝置,作資料傳輸用的)。誤把充電線直接插進去是危險行為,若筆電在接孔處沒做好安全設置,會產生無法預期的危險。

 

辨識準則:

  1. 沒有特別聲稱或額外標註支援 PD 快速充電的電子裝置,他的 Type-C 充電孔基本上就是不支援 PD 快速充電。可能有例外,但就是提供個大原則作參考。
  2. 若你裝置的充電線是 USB-A (傳統大小的 USB 接頭 Type-C 的配置,那這個充電設置就一定不是用 PD 技術來快速充電。有可能是用別的快速充電技術或根本不是快速充電。
    所以,你的充電線若用了轉接頭來連接充電器及行動裝置的話,原本支援 PD 快速充電的裝置及其充電器就不會以 PD 來快速充電了。可能會變成慢速充電或直接就無法進行充電。

 

充電器:


介紹完概況,來講講充電器的部分。

 

目前市面上百花齊放,各類電子周邊產品廠商或各 3C 裝置的品牌廠都可能有推出 PD 相關的充電器與充電線產品。

 

充電器會有幾個主要參數需要在購買時思考,主要是價格、品牌、安規認證、充電功率 (單位:瓦數W)、充電檔位 (單位伏特 V)、充電孔數量、充電器的重量與體積大小...等。

 

充電功率 (單位瓦數 ) 

 

首先,充電功率的瓦數  不是越高越好,而是針對你手邊要被充電的裝置支援多高的充電功率為主。你的裝置跟充電器都要同時支援高功率充電,才會真的以高功率充電 (充電速度才會真的快)

 

充電功率越高的充電器,在其他條件都相同的情況下,通常意味著價格越高、體積大小越大。這是必須做取捨的部分。

 

此外,也要看你的使用情境,如果你常常把手邊某幾個裝置都同時一起充電,你又打算買一個多充電孔且支援同時充電的 PD 充電器,必須注意在幾個充電孔都同時使用的情況下,充電器是否還能在各個插孔達到最高的充電功率。

 

這是普通的數學加法或減法:如手機支援最高 18W 充電,行動電源支援最高 20W 充電。
要同時用最高功率” 充這兩個裝置的話,就會需要至少支援 20W + 18W = 38W 以上的充電器。

 

大多數多充電孔的充電器僅會有一到兩個主要充電孔支援用最高瓦數輸出充電。而且,在單獨使用一個充電孔充一個裝置的情況下,才能用到最高功率充電。
同時用多個充電孔充多個裝置時,充電器上的任何一個充電孔都不會以最高功率而是以較低較慢的功率來進行充電了。

 

這些資訊通常不會寫在商品介紹裡最顯眼的開頭或重點部分,而會在完整商品介紹內的一個子章節,或直接被列在不顯眼的附註裡面。

充電檔位 = 充電頭的輸出電壓 (單位伏特 V )

 

你的充電器跟你的被充電裝置都必須支援一樣的檔位 (伏特數 V ),充電時才會以該檔位進行充電。
所以挑選充電器產品時,要注意你裝置能支援的充電檔位是多少,與充電器相對應才能得到最快的充電效果。不然買充電功率再高的充電器也是沒有用的,因為根本不能以你裝置所能支援的充電檔位進行充電。

能使用的充電檔位越高通常代表充電速度越快。檔位(伏特 V) 乘上充電的電流大小(安培 A),剛好等於上面所提到的充電功率 (瓦數 W)
充電功率越高代表充電速度越快,也就是所需充電時間越短,充電檔位與充電功率互有關連。

 

充電孔數量

 

充電器不是有越多充電孔數量就越好,通常越多充電孔數量的充電器,體積及重量也會越大,價格也可能比較高。
端看你的使用情境會同時充多少裝置 (注意這裡所說的是同時插在一起充)。若根本不需要也不常同時充多個裝置,買一個多充電孔的充電器可能會顯得略為笨重不好攜帶,價格也更高。

 

充電功率與多充電孔同時充電的相互關係,請看充電功率那一段所提到的部分。

 

價格與品牌

基本上還是一分錢一分貨。有些同充電功率且同充電孔數量的充電器,價格卻相差很大。原因可能不僅僅是因為品牌或附加服務,而是產品出廠前做了比別人更多的安全規範認證 (全世界各國家各區域用的安規認證多有不同)。多些安全認證亦間接反映了商品的品質比較經得起考驗。這些都是會讓價格飆高的因素。

 

品牌部分請盡量選擇有頭有臉,出事找得到人的品牌,而且最好不要找白牌以極度便宜的價格入手。畢竟要買的是高功率的快速充電產品,把裝置充壞了可能還不是大事,燒起來造成體傷或危及生命的話才是真正的大事。

價格的部分,雖然與品牌基本上連動,但不是比別人貴就一定是更好的品牌。
譬如走經濟實惠路線的小米、紫米等並沒有比較不好。至少他是大廠牌出貨量也大,該過的安規認證還是都會去過。

 

其他 (補充)

 

1. 讀到這邊可能有人會納悶為什麼上面幾乎沒有提到買 PD 充電頭時要注意充電頭支援的電流數。

其實,對於充電頭是否能拿來充你的裝置,除了功率、接頭類型外,基本上最重要的就是充電頭所支援的充電檔位,也就是輸出電壓了。


電壓在充電時大多情況下維持不變 (小幅度變動),或僅會在充電檔位間互跳 (譬如 15V  9V9V  5V...)。而電流數是會隨著時間及裝置與充電頭內晶片的控制經常變動的,雖然不會超過最大值,但在電池電力越來越飽時電流會慢慢下降。

 

粗略地說,電壓對、接頭接線對、功率對,充電就會開始了 (是不是快速充電就不一定,還需要裝置跟充電頭支援)。電流數在購買充電頭時,並不是一個需要特別注意的關鍵規格。


2. 
充電頭除了為了要支援 PD 充電而一定會有 Type-C 充電孔外,目前有些新出來的手機裝置雖然一樣有支援 PD 充電,但其裝置能接受的最大充電功率 (即瓦數W是各手機廠家自己規範的一個特別數值。
除了手機原廠充電頭能完美支援該手機的最高速充電外,其他非原廠的充電頭不僅需要支援 PD 快速充電,還必須支援架構於 PD 上的一個叫做 PPS 的功能/技術,使用其充電頭對手機充電時才能開啟如原廠充電器所支援的最高速度進行充電。在商品詳細介紹的規格頁可能會寫明相關資訊,沒寫也是有可能的,必須問到客服才能得到比較切確的解答。

若對 PPS 是什麼或它的運作原理有興趣,建議大家另外再去網路上查詢。

 

3. 雖然新一代的可攜式 3C 產品慢慢都是 Type-C 充電孔,但相信大家手邊仍是有為數不少用 Micro-USB  USB-A (傳統 USB 大小的接孔作為充電孔的小電器裝置。
僅有單一 Type-C 充電孔的 PD 充電頭是完全無法充那些裝置的,用轉接頭接在充電線上也沒有用。基於 PD 充電的安全機制,它不會讓充電在這樣轉接的環境下啟動。
所以,新購的 PD 充電頭一定要有一個傳統的 USB-A 孔才能讓你接  USB-A - Micro USB 充電線 充這些比較舊時的裝置 (或使用 USB-A - Type C 充電線 配上 Type-C 轉 Micro USB 轉接頭一樣可以充電)

 

4. 早期的充電頭多用矽為主要材料作充電頭內部的半導體元件,新一代的充電頭有些會標榜用 GaN 作為材料。其特點是同樣充電功率的充電器,用 GaN 作為材料的體積跟重量都會小很多,但價格目前來說都會比較高。

 

PD 充電線: 

 

首先,USB-A (傳統 USB 的大接頭) 轉 Type-C 的充電線不支援 PD 充電,
USB-A 轉 Type-C 的充電線不支援 PD 充電!
USB-A 轉 Type-C 的充電線不支援 PD 充電!
很重要,先說三次。

PD 
充電線的外型即為 Type-C 至 Type-C (或 Lightning) 接頭的充電線,但裡面卻有一堆消費者搞不清楚容易誤解,不知道該如何花錢購買的眉眉角角。以下為幾個需要重點注意的資訊。


最高乘載電流 (單位安培 A ):

購買充電頭時需要注意充電頭及被充電裝置所支援的充電檔位(電壓),而購買充電線卻要注意線材所支援的最高乘載電流 (安培 A )。線材能乘載多少電壓基本上不太重要,因為每條就算最普通的線,物理概念上都絕對能乘載超過 48V 的電壓 (PD 3.1 充電技術規範的最高電壓)。

為啥要注意充電線能乘載的最高電流呢?
原因就是,除了是否支援快速充電的大電流通過外,最重要的就是安全了。超電流使用無法乘載的充電線,線材會過熱燒毀。嚴重的話,直接就是一場大火。

PD 3.0 (及以下版本) 
充電技術目前能支援的最高充電功率為 100W,其最高電壓 (伏特數) 為 20V,最大電流為 5A。
(電壓乘於電流 20V x 5A = 最大功率 100W。)

 

PD 3.1 (2021 年第三季發布) 充電技術目前能支援的最高充電功率為 240W,其最高電壓 (伏特數) 提升到 48V,最大電流依舊保持為 5A。

多數市售的 PD 充電頭都沒有支援到那麼高的充電功率。但是,從以上資訊可以延伸得知說,充電線的最高乘載電流若有支援到 5A 的話,且廠商沒有說謊騙人,作假產品,充電線也必須是完好無瑕疵的。那用 5A 的線來 PD 充電就不用再擔心電流過高燒掉線的問題了。

但是,若要支援超過 100W 充電功率的充電線,充電線或包裝必須額外標示有支援 140W、180W,或最大 240W 的功率,該條充電線才能支援最新 PD 3.1 的快速充電。不然僅能有最大 100W 或 100W 以下(端看你的線是否支援最大電流 5A) 的充電速度。

也就是說,過往支援 100W 的 PD 5A 充電線不會因為電壓過大燒毀,但線本身若不支援超過 100W 充電,那條線依舊無法開啟最新版本 PD 3.1 的最快充電速度。

 

一般便宜的 PD 充電線多半僅支援 3A  3A 以下的電流,包裝或介紹上沒特別寫支援 5A 電流的,基本上那條線就是不支援 5A。沒有特別標示支援超過 100W 充電功率的就是不支援最新 PD 3.1 所支援超過 100W 的最高充電速度。

充電頭支援的電壓檔位,乘上充電線最高能乘載的電流安培數,就能算出你買的 充電頭 跟 充電線 組合起來能提供的最高充電功率。

依據你的裝置所支援的最大充電功率來購買對應的充電頭跟充電線就好。

 

能乘載的電流越高,線徑基本上就會越粗,這是物理限制。不用做夢說一條標榜無敵細的銅線 (電線的材料主要為銅就可以支援高電流通過。如果有這種銅線,那一定是一場騙局。除非廠商不用銅做電線,那價格應該也會非常嚇人,不是消費者在買的。由於線越粗用的銅越多,可以想見支援越大電流的線就越貴,因為銅實在很貴。

 

補充支援 3A 以上電流的 5A PD 充電線,依據 PD 快速充電的產業安全規範,兩方接頭處必須嵌入 E-Marker 微晶片來管理大電流的充電過程。你可能會在充電線的介紹網頁看到相關的宣傳詞跟介紹說,這條線因為有合格的 E-Marker 晶片,所以可以支援 20V x 5A = 100W  PD 最高充電功率。或商品介紹內提到該條充電線支援 PD 3.1 - 140W、180W 或 240W 充電功率,也同時代表了他們支援 5A 的最大充電電流。


充電線長度

 

充電線長度怎麼挑,一般來說 1公尺內長度的多半適合插座就在手邊或桌面上的距離。插座在腳下或地面上的,1.5公尺或以上會是比較方便的長度。
至於,上到 2 公尺就很長了,再長就不建議,而且意義不大,亦可能會增加安全風險 (絆倒 拉扯 冗長占空間),價格也會過高。不如用電源插座的延長線,延伸插座到你身邊比較實際。

 

價格與品牌

基本上還是一分錢一分貨。有些同長度、同最高電流的充電線價格卻相差很大,原因可能不僅僅是因為品牌或附加服務,而是產品可能出廠前做了比別人更多的安全規範認證 (全世界各國家各區域用的安規認證多有不同)。多些安全認證亦間接反映了商品的品質比較經得起考驗。這些都是會讓價格飆高的因素。

 

還有,若有看到超級貴的 Type-C to Type-C 線,它可能不僅是一條支援充電的 PD 充電線,而是用作資料傳輸,並使用 Thunderbolt 3 技術的超高速資料傳輸線。
該種線材本身就不是專門用作充電的線。選擇充電線時,不用買到這種殺雞用牛刀的產品,價格高很多。

 

品牌部分請盡量選擇有頭有臉,出事找得到人的品牌,而且最好不要找白牌以極度便宜的價格入手。畢竟要買的是高功率的快速充電產品,把裝置充壞了可能還不是大事,燒起來造成體傷或危及生命的話才是真正的大事。

價格的部分,雖然與品牌基本上連動,但不是比別人貴就一定是更好的品牌。
譬如走經濟實惠路線的小米、紫米等並沒有比較不好。至少他是大廠牌出貨量也大,該過的安規認證還是都會去過。

 

由於充電線的廠牌太多,白牌更是多到數都數不完,以下提到幾個比較常見的大廠牌,但僅供參考。排名不分先後,看了有哪裡不滿意就真的不要買,不買最大:AnkerApple (它本身自己出給 Macbook  iPad 的線)、Lindy (林帝)、小米、紫米、AukeyADAM 亞果元素、綠聯 (UGREEN)、Moshi、各手機大廠出給自己手機用的 PD 充電線。

 

By Grounfly @ Blue Fantasy, Xuite On Sep.16, 2020.
Updated On Nov.14, 2021.

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