1. PD协议概述

大家好，我是你们的讲师。这一章我们来聊聊USB Power Delivery，也就是大家常说的PD协议。咱们先从它为什么会出现说起。

1.1 起源：为什么要有PD？

早几年的USB，说白了只能传数据，供电就是个附赠功能。USB 1.0/2.0时代，就5V、500mA，顶了天2.5W。那时候给手机充电，你还得找专门的充电头，USB口基本就是插电脑传文件用的。

后来设备功耗上来了，USB 3.0把电流提到900mA，可还是不够啊。BC 1.2出来了，1.5A、3A，但功率也就15W封顶。我印象特别深，2012年我做一个工业平板项目，电池容量大，用USB充电要充五六小时，客户天天投诉。那时候我就想，能不能把USB供电做得跟电源适配器一样？

这就是PD诞生的背景。它要解决三个核心问题：

• 功率太小——从2.5W直接飙到100W、240W
• 电压固定——不能调压，5V硬吃大电流发热严重
• 角色固定——Host只能供电，Device只能受电，不能双向

1.2 版本演进：从1.0到3.1

PD协议演进得很猛。我用一张表让大家快速看明白：

版本	发布时间	最大功率	关键特性
PD 1.0	2012年	100W（20V/5A）	基本供电协商，使用C型连接器，BC 1.2兼容
PD 2.0	2014年	100W（20V/5A）	引入Extended消息、双向供电、快速角色交换
PD 3.0	2015年	100W（20V/5A）	增加电源供应对象（PSO）、电池充电扩展、可编程电源（PPS）
PD 3.1	2021年	240W（48V/5A）	扩展功率范围（EPR）、扩展消息、快速角色交换增强

你可能会问，版本之间兼容吗？嗯，这是个坑。PD 1.0和2.0不兼容，但2.0、3.0、3.1是向前兼容的。我自己在项目中踩过一次雷：当时用的PD 3.0芯片，和一台PD 3.1笔记本握手上，笔记本非要拉EPR模式，结果芯片不支持，双方折腾半天最后降级到5V/3A。所以，建议选型时一定看清版本号——PD 3.1和PD 3.0虽然兼容，但EPR模式需要专用芯片和线缆。

1.3 典型应用场景

现在PD协议已经满天飞了。我给你们几个最典型的场景：

1. 手机快充——从18W一路飙到240W（虽然手机很少用满）。几十瓦的快充，都靠PD调压。拿iPhone说，从iPhone 8开始支持PD，现在最高20W；安卓这边65W PD已经常见。
2. 笔记本供电——这是PD的主战场。你想想，以前笔记本都带一个又大又重的电源适配器，现在一个很小的USB-C充电头，插上就能给笔记本充电，还能给手机、平板、耳机同时用。我自己出差就带一个100W的PD充电头，搞定所有设备。
3. 显示器供电——现在的USB-C显示器很神奇：一根线同时传视频、USB数据和供电。显示器本身通过PD协议告诉笔记本“我能提供65W”，笔记本一边充电一边输出显示信号。
4. 充电宝与大型设备——大功率充电宝（比如20000mAh）用PD输出60W给笔记本，还能双向快充自身。

1.4 PD协议的核心逻辑

聊完应用，我们得知道PD到底怎么工作的。说白了，就是两个设备通过CC线通信，协商出一个双方都满意的供电档位。

PD协议栈分三层：

• 物理层：在CC线上用BMC编码传信号，速率300kbps，半双工。
• 协议层：定义报文格式、重传、超时、GoodCRC确认。
• 策略引擎：决定角色（Source/Sink）、供电能力、是否支持Alt Mode等。

握手过程大概是这样：

1. Source（供电端）检测到有设备插入，发送Source_Capabilities报文
2. Sink（受电端）回复GoodCRC确认，然后评估自己的能力，发送Request报文
3. Source收到后，回复Accept或Reject
4. 如果Accept，Source发PS_RDY报文，表示电压已切换完成
5. 之后双方进入稳定供电状态

这里我画了一张图，帮大家把这些层次和流程串起来：

这张图左边是协议栈层次，右边是典型的握手流程。你注意看物理层在最底下，上面是协议层，再上是策略引擎。真正控制充电档位逻辑的是策略引擎，它根据设备能力选择合适的电压和电流。

我们后面几章会逐一拆解每个报文的结构和比特位，包括PSK（电源供应对象）的详细解析。不过先记住一句话：PD握手的核心就是“我来问，你来答，双方满意就供电”。