第4章 Source Capabilities 消息的字段解析：Fixed PDO, Variable PDO, Battery PDO
上一章我们把 Source Capabilities 消息的帧结构拆了个底朝天。今天咱们进入正题：里面那三种 PDO（Power Data Object）——Fixed PDO、Variable PDO、Battery PDO。说白了，它们就是电源能提供哪些电压电流档位的「价目表」。我刚开始啃 PD 协议时，老把这三类搞混，后来硬是拿逻辑分析仪抓了一整天波形才彻底理清。嗯，现在用一张表就能说明白。
4.1 Fixed PDO —— 最常见的「固定电压」
Fixed PDO 在所有 Source 消息里几乎都会出现。它代表一个固定的输出电压（5V、9V、15V、20V 等等），外加若干控制位。你想想看，USB PD 最常用的几个电压档——手机快充 9V、笔记本 20V，都是通过 Fixed PDO 广播的。
字段结构（31位数据，去掉预留位后）：
| 位段 | 宽度 | 含义 | 我的备注 |
|---|---|---|---|
| 30:28 | 3 bits | 峰值电流能力（未使用，当前保留） | 协议栈里一般直接填 0 |
| 27:20 | 8 bits | 电压 (50mV/LSB) | 比如 5V = 100，9V = 180 |
| 19:10 | 10 bits | 电流 (10mA/LSB) | 3A = 300；芯片内部限流 |
| 9 | 1 bit | Fast Role Swap | 告诉 Sink 我能快速切换方向 |
| 8 | 1 bit | Dual Role Power | 支持 DRP |
| 7 | 1 bit | USB Suspend | 是否允许挂起 |
| 6 | 1 bit | Unconstrained Power | 无限制供电 |
| 5 | 1 bit | USB Communications | 支持 USB 数据通信 |
| 4:0 | 5 bits | Reserved | 始终为 0 |
避坑指南：我曾经在量产项目里遇到 Sink 端不认 9V 档位，反复查才发现 Fixed PDO 的电压值算错了——50mV 精度一位是 100，不是 10。你算电压时别忘了乘以 0.05。
4.2 Variable PDO —— 可调电压的「万金油」
Variable PDO 跟 Fixed 最大的区别是：它能提供一个电压范围，而不是单一电压。我记得第一次做车充项目时，客户要求输出 3.3V~21V 可调，USB PD 协议里靠的就是 Variable PDO 广播这个范围。
字段结构：
| 位段 | 宽度 | 含义 | 典型值 |
|---|---|---|---|
| 30:20 | 11 bits | 最小电压 (50mV/ LSB) | 3.3V → 66 |
| 19:9 | 11 bits | 最大电压 (50mV/ LSB) | 21V → 420 |
| 8:0 | 9 bits | 最大电流 (10mA/ LSB) | 3A → 300 |
为什么电流只有 9 位？因为 Variable PDO 强调电压调节灵活性，电流精度不用太高，最大 5.1A 就已经够用（9 位最大 511，对应 5.11A）。
注意：Variable PDO 不支持控制位（如 FR Swap、DRP）。你如果要同时提供可调电压和控制位，得额外加一个 Fixed PDO 配合使用。我曾经踩过这个坑：只发了一个 Variable PDO，结果 Sink 端认为 Source 不支持角色交换，导致 DRP 协商失败。
4.3 Battery PDO —— 专为电池包设计
Battery PDO 大概是三种 PDO 里最冷门的一种。它专门用来给设备内的电池包充电——比如电动工具、无人机、笔记本的内置电池。你可以把它理解成一套「充电曲线」模板。
字段结构：
| 位段 | 宽度 | 含义 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 30:20 | 11 bits | 最大电压 (50mV/ LSB) | 电池满充电压 |
| 19:9 | 11 bits | 最小电压 (50mV/ LSB) | 电池截止电压 |
| 8:0 | 9 bits | 最大功率 (250mW/ LSB) | 单位是瓦，不是电流 |
最大功率的单位是 250mW，比 Fixed 和 Variable 的电流粒度粗。因为电池充电更看重功率约束，而不是电流精确到 10mA。我去年给一款两轮电动车做快充方案，Source 端就广播了一个 Battery PDO：电压范围 36V~42V，最大功率 60W，Sink 端是 BMS 直接解析。
关键区别：Battery PDO 的电流字段被替换成了功率字段。当 Sink 选择 Battery PDO 时，Source 负责在最小~最大电压区间内调整输出，只要保证输出功率不超过广播值即可。这会比固定电流灵活得多。
4.4 三种 PDO 的实用选择策略
写固件的时候到底该用哪种？我一般遵循下面几条原则：
- 固定档位充电/供电 → 用 Fixed PDO。比如 5V/3A、9V/2A、20V/3.25A。90% 的消费电子都在这条路上。
- 需要电压范围适配不同电池 → 用 Variable PDO。做车充、户外电源这类产品时特别有用。
- 客户明确要求电池充电曲线 → 用 Battery PDO。说白了，BMS 知道电池的充电窗口，你只报最大功率就行。
三种 PDO 可以同时出现在一条 Source Capabilities 消息里。USB PD 规范允许最多 7 个 PDO，你可以混搭。我记得做一款 65W 适配器时，就用了 2 个 Fixed（5V/3A、20V/3.25A）加 1 个 Battery（14.8V~16.8V/65W）——给相机电池充电用的。
4.5 避坑总结
- Fixed PDO 的电压和电流单位千万别搞反（50mV 和 10mA）。
- Variable 和 Battery 没有 Dual Role 等控制位，需要角色交换请额外配一个 Fixed PDO。
- Battery PDO 的功率单位是 250mW，不是 10mW，算差一位就是几十瓦的偏差——我曾经因此让充电器过热保护过。
- 记得在协议栈里预留 Fixed PDO 的 B9 (FR Swap) 位，否则部分 Sink 会拒绝协商 20V 档位。
好，这一章就到这。下节课咱们就要手写一段解析 Source Capabilities 的 Python 代码了——你自己先看看数据结构，会有帮助。