第一章：PD协议概述
1.1 USB PD协议发展历史
USB PD协议，全称USB Power Delivery。说白了，就是通过USB接口传输电力的标准。
最早的时候，USB接口只能提供5V/0.5A，也就是2.5W的功率。给手机充个电还行，想充笔记本？门都没有。
2012年，USB PD 1.0出来了。我记得当时看到这个规范，第一反应是：终于有人想解决大功率供电的问题了。它支持最高100W，电压可以到20V。但说实话，1.0版本用的人不多，生态没起来。
真正让PD协议火起来的，是2015年的USB PD 2.0。这个版本做了几件大事：
- 明确了供电角色：Source（供电方）和Sink（受电方）
- 引入了PD通信协议，通过CC线协商电压电流
- 支持双向供电，设备可以切换角色
到了2017年，USB PD 3.0发布。这个版本我参与过几个项目的调试，印象很深。它增加了PPS（可编程电源）功能，让电压可以以20mV为步进调节。这对电池直充来说，简直是福音。
关键里程碑：
- 2012年：USB PD 1.0，最高100W
- 2015年：USB PD 2.0，CC线通信，角色定义
- 2017年：USB PD 3.0，PPS功能
- 2021年：USB PD 3.1，扩展功率范围（EPR）
1.2 PD 3.0与PD 3.1的区别
很多工程师问我：PD 3.1到底改了啥？是不是只是把功率提高了？
嗯，没那么简单。我一个个说。
第一，功率范围扩展了。
PD 3.0最高支持100W（20V/5A）。PD 3.1引入了EPR模式，电压可以到48V，电流5A，功率直接拉到240W。
| 项目 | PD 3.0 | PD 3.1 |
|---|---|---|
| 最大电压 | 20V | 48V |
| 最大电流 | 5A | 5A |
| 最大功率 | 100W | 240W |
| 电压步进 | 20mV（PPS模式） | 20mV（PPS模式） |
| 新增电压档位 | 无 | 28V、36V、48V |
第二，新增了扩展消息。
PD 3.1增加了厂商自定义消息（VDM）的扩展能力。我在做一款游戏本适配器时，就用到了这个功能。厂商可以自定义一些私有协议，比如快充策略、温控信息等。
第三，改进了协议兼容性。
PD 3.1向下兼容PD 3.0和PD 2.0。但有个坑：EPR模式的线缆必须支持EPR标识。我曾经遇到过客户用普通5A线缆跑48V，结果线缆过热。嗯，这个后面EMC整改章节会细说。
避坑指南：
我曾经在调试一款240W充电器时，发现PD 3.1的EPR模式对线缆要求极高。普通USB-C线缆的屏蔽层和绝缘材料可能扛不住48V。建议大家在设计EPR产品时，务必选用经过认证的EPR线缆。
1.3 PD协议在快充领域的地位
现在市面上的快充协议，说白了就是两大阵营：
- 私有协议：华为SCP、OPPO VOOC、小米TurboCharge、vivo FlashCharge
- 公有协议：USB PD、高通QC
PD协议在快充领域的地位，我用一句话概括：它是目前唯一一个被国际标准组织认可的、跨平台的快充协议。
为什么这么说？
第一，PD协议是USB-IF组织制定的。苹果、英特尔、谷歌这些大厂都在推。你想想看，iPhone从iPhone 8开始就支持PD快充了，MacBook全系都用PD充电。
第二，PD协议覆盖的功率范围最广。从5W到240W，手机、平板、笔记本、显示器、电动工具，都能用。我做过一个项目，用PD 3.1给电动自行车充电，48V/5A，240W，效果还不错。
第三，PD协议的互操作性最好。你拿一个PD充电器，插任何支持PD的设备，都能正常充电。私有协议就不行，必须用自家的充电器。
个人经验：
我建议大家在设计快充产品时，优先考虑PD协议。原因很简单：生态成熟、认证规范、兼容性好。虽然私有协议在特定场景下效率更高，但PD协议是底线。你总不能让用户出门带一堆充电器吧？
当然，PD协议也有短板。比如PPS模式下，电压调节精度是20mV，有些电池直充方案需要更精细的调节。但总体来说，PD协议在快充领域的地位，短期内很难被撼动。
好了，第一章就聊这么多。下一章我们讲PD协议的基本架构，包括物理层、协议层、策略引擎这些。到时候我会结合一个实际项目，给大家拆解PD通信的完整流程。