以太網(wǎng)和USB的應用范圍隨著標準的擴展而在不斷擴大。采用新一代標準，數(shù)據(jù)線將可供100W左右的電力。將數(shù)據(jù)線作為電線使用的時代即將到來。

　　家中和辦公室的電源“插座”的形態(tài)將會大變。因為以太網(wǎng)和USB等數(shù)據(jù)收發(fā)接口已經(jīng)可以供給100W的大直流電力，數(shù)據(jù)線和電線的界限在逐漸消失。在不久的將來，因可利用數(shù)據(jù)線供電，并隨著越來越多的設備聯(lián)網(wǎng)，辦公室和家庭的直流供電將逐步成為現(xiàn)實（圖1）。

　　圖1：USB和以太網(wǎng)的大電力化將推動電力管理系統(tǒng)和直流供電的普及。

???????? 隨著PoE和USB可供電力的增大，PoE可用于驅(qū)動照明設備，USB可取代家中的插座。PoE和USB還能收發(fā)數(shù)據(jù)，因此將推動“BEMS”和“HEMS”等電力管理系統(tǒng)的普及。并且，使用這種數(shù)據(jù)線，直流供電也有望普及。

　　例如，辦公室插座會變成只有以太網(wǎng)和USB的接口，連接后既能供電也能傳輸數(shù)據(jù)的寫字樓有望實現(xiàn)。在家中，電視、光盤裝置和游戲機等“黑色家電”，也能用USB插座工作了。

　　餐飲店并排設置著許多USB連接器，顧客可用來為自己的便攜終端充電。——不久的將來，當成為世上常見的情形。

　　此前以太網(wǎng)和USB也可用于供電。以太網(wǎng)采用“Power over Ethernet（PoE）”標準，可用一根線纜進行數(shù)據(jù)收發(fā)和供電，寫字樓的IP電話、監(jiān)控攝像頭以及無線LAN接入點等部分用途一直在應用。

　　而USB以鍵盤、鼠標及外置硬盤等個人電腦外設為中心，不僅是數(shù)據(jù)收發(fā)，，其供電用途也在擴大。而且，自2007年4月制定了只作供電的“USB Battery Charging（USB BC）”以來，很多手機、智能手機和平板終端將USB用作了充電適配器。

　　可供電100W

　　將以太網(wǎng)和USB用于供電的趨勢，將隨著二者的規(guī)格逐漸大電力化而進一步加強，適用范圍也將不斷擴大（圖2）。目前正朝著辦公室為強大的以太網(wǎng)、家中為強大的USB的方向發(fā)展。如果供電側一個端口可以輸出100W左右的電力，PoE就可提供能驅(qū)動辦公室內(nèi)的LED照明、筆記本電腦和小型一體機等的電力。USB也可以驅(qū)動筆記本電腦、20～30英寸的中型顯示器、藍光光盤錄像機、臺式游戲機和大型風扇等，在家庭中的利用將迅速增加。

　　圖2：隨大電力化其適用范圍會擴大

　　因PoE和USB供給電力的增大，其適用范圍也將擴大。PoE不僅可用于辦公室中的筆記本電腦和LED照明設備，還可用于移動通信的小型基站等（a）。而USB設想的用途以數(shù)字產(chǎn)品為中心，將用于20～30英寸的中型顯示器（b）。

　　因PoE及USB可收發(fā)數(shù)據(jù)，所以若將這些產(chǎn)品聯(lián)網(wǎng)，則“HEMS（home energy management system）”和“BEMS（building energy management system）”等電力管理系統(tǒng)的構筑便會更容易。由于兩種規(guī)格均以直流供電，“有望作為建筑內(nèi)的直流插座促進直流供電系統(tǒng)的普及”（北陸尖端科學技術研究生院大學信息科學研究科教授、住宅內(nèi)直流供電聯(lián)盟主席丹康雄）。

　　此前，直流供電系統(tǒng)曾做過專用連接器和專用線纜的開發(fā)并提出過方案，但因沒有主要的用戶對象而未得以普及。但如果能供給100W級的直流電，因可以利用價格低且大量普及的USB及以太網(wǎng)的連接器及線纜，因此有望迅速得到采用。

　　“高速”、“大電力”、“便宜”是主流

　　可用一根線纜收發(fā)數(shù)據(jù)和供電的不只是以太網(wǎng)和USB。大約從5年前開始，只要是最新設備間接口基本都標配供電功能（圖3）。其中，可供給大電力的是2010年制定的AV產(chǎn)品接口規(guī)格“HDBaseT”。

　　圖3：以太網(wǎng)和USB可供電100W

　　以太網(wǎng)（PoE）和USB可供給的電力均為100W左右。在電子產(chǎn)品中廣泛普及的接口規(guī)格中，可以供給大電力。

　　該規(guī)格可利用一根以太網(wǎng)線纜傳輸非壓縮高清視頻和音頻，并可供給100W級的電力。但供貨HDBaseT用收發(fā)IC的企業(yè)只有一家，目前僅限于廣播電視設備等部分商業(yè)設備用途，而且也沒有支持100W的產(chǎn)品。

　　另外，也有利用電力線交換數(shù)據(jù)的電力線通信，但該通信中號稱速度最快的“HD-PLC”的最大數(shù)據(jù)傳輸速度也只有240Mbit/秒，實際只有數(shù)十Mbit/秒，低于以太網(wǎng)和USB（請參照電力線通信規(guī)格“HD-PLC”力圖東山再起，進攻中國和歐洲市場）。

　　除此之外，還有可實現(xiàn)1Gbit/秒以上的數(shù)據(jù)傳輸和供電的接口規(guī)格。但滿足數(shù)據(jù)傳輸速度高達1Gbit/秒以上，供電電力也高達100W左右，且價格低到可為大量機器標配程度這三個條件的，目前只有USB和以太網(wǎng)，今后也將成為主流。

　　在100W供電上領先的PoE

　　以太網(wǎng)和USB中，以太網(wǎng)在100W供電上領先一步。雖然在IEEE制定的標準中，IEEE802.3at（PoE+）的30W左右電力為最大值，但各企業(yè)以該IEEE的標準規(guī)格為基礎，自主推進了PoE的大電力化。已有可供給100W左右電力的技術實現(xiàn)了實用化。

　　例如美國凌力爾特科技公司的“LTPoE++”。供電側一個端口可輸出125W，受電側可接收90W的電力。支持LTPoE++的PoE控制IC已從2011年開始銷售，預計2012年底～2013年配備該IC的設備就將面世。

　　美國思科系統(tǒng)已經(jīng)推出了用PoE可供給30W以上電力的設備。該公司開發(fā)出了供電側一個端口可供給60W，受電側可接收51W電力的“UPOE（Universal PoE）”，網(wǎng)絡開關等支持UPOE的產(chǎn)品已于2011年秋季上市。

　　作為PoE大電力化的殺手級應用之一，思科系統(tǒng)著眼于照明產(chǎn)品。該公司與日本的系統(tǒng)開發(fā)公司DEP等共同開發(fā)出了采用UPOE的LED照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用UPOE用一根線纜為LED照明設備供電，還能收發(fā)控制信號。由此，可輕松構筑調(diào)整LED的亮度以削減耗電量的系統(tǒng)。

　　思科系統(tǒng)在其日本法人的大阪辦公室導入了UPOE，與以往利用熒光燈時相比，耗電量削減了近70％（圖4）。將來除LED照明設備外，還將控制寫字樓內(nèi)的PoE連接設備，目標是構筑管理大廈電力的BEMS。

　　圖4：利用PoE削減LED照明設備的耗電量

　　思科系統(tǒng)日本與DEP等共同開發(fā)出了利用PoE的LED照明控制系統(tǒng)，在思科系統(tǒng)的大阪辦公室采用。利用以一根以太網(wǎng)線纜可供電60W的“UPOE”為LED照明設備供電。還可以發(fā)送控制信號調(diào)整LED的亮度。由此，與以往的熒光燈照明相比，耗電量削減了近70％。（圖根據(jù)思科系統(tǒng)日本的資料制作）

　　LTPoE++和UPOE雖然是自主規(guī)格，但在支持產(chǎn)品中保證了與IEEE標準規(guī)格的PoE具備向下兼容性。制定LTPoE++的凌力爾特科技和制定UPOE的思科系統(tǒng)均考慮通過IEEE802.3委員會使30W以上的PoE標準化。“估計能在2015年前后實現(xiàn)標準化”（思科系統(tǒng)日本）。

　　AC適配器可能通用

　　USB的100W大電力規(guī)格的實用化可能要在2013年以后了。因為推進USB 3.0標準化的“USB 3.0 Promoter Group”于2012年7月剛剛制定了用USB最大可供電100W的規(guī)格“USB Power Delivery（USB PD） Specification”。

　　此前在能收發(fā)數(shù)據(jù)的情況下可供給的電力，USB 2.0為2.5W（5V、500mA），USB 3.0為4.5W（5V、900mA）。不傳輸數(shù)據(jù)只供電的USB BC，最大也僅為7.5W（5V、1.5A）。

　　據(jù)USB標準制定團體“USBIF”和主導USB的美國英特爾等的負責人介紹，USB PD主要設想了兩種新的使用場景（圖5）。一個是便攜終端AC適配器的通用化。如利用USB PD，則從平板終端、智能手機到筆記本電腦均能利用同一個AC適配器工作，會增加用戶的便利性。隨著便攜終端的增加，人們對AC適配器的整合抱有很大期待。據(jù)稱，目前在國際電信聯(lián)盟（ITU）的便攜終端充電器標準規(guī)格“L.1000”中，正在制定的快速充電器用連接器和線纜標準可能會利用USB PD。

　　圖5：實現(xiàn)AC適配器的通用

　　由USB PD，可實現(xiàn)平板終端、智能手機和筆記本電腦均可驅(qū)動及充電的AC適配器（a）。另外，還能將大型顯示器等作為集線器，將各種設備用一根線纜連接起來（b）

　　另一個使用場景是，將AC適配器連接的大型顯示器等作為集線器，連接多臺設備來傳輸數(shù)據(jù)和供電。與分別使用電力線和數(shù)據(jù)線時相比，可以減少線纜數(shù)量，簡化布線。

　　預計支持USB PD的產(chǎn)品將于2013年上半年面世，首先將從可供電30W左右的產(chǎn)品開始實用化。

　　PoE以辦公室為中心

　　以太網(wǎng)和USB作電力線使用的情況日益活躍，而PoE導入家庭因較為昂貴，所以辦公室為主的采用可能會取得進展。普通以太網(wǎng)集線器用數(shù)千日元即可買到，而支持PoE的開關則需數(shù)萬日元。這對于只連接有數(shù)幾臺設備的家庭來說，費用過高。

　　但寫字樓就不一樣了。因為，寫字樓大多原來就布有網(wǎng)絡通信用以太網(wǎng)線纜。如將該線纜用作PoE，就無需再新鋪設電線。加之很多企業(yè)為削減話費而采用了以PoE工作的IP電話，因而PoE開關的普及也在推進。

　　另外，USB PD像PoE那樣的成本制約較少，可用于多種設備和場所。不過，USB是以1對1連接為前提的，所以很難構筑像以太網(wǎng)那樣的規(guī)模大且具有擴展性的網(wǎng)絡。加之，其傳輸距離只有1～3m。因此，估計將作為1對1連接用途以及插座普及。

　　先控制LED照明，還打算用于BEMS

?　　隨著PoE實現(xiàn)100W左右的供電，以太網(wǎng)的應用范圍日益擴大。其中尤以LED照明的控制最受關注。將來或?qū)⒊蔀锽EMS普及的關鍵構成部件。

　　利用以太網(wǎng)供電的“Power over Ethernet（PoE）”用途日益擴大（圖6）。其實，PoE自2003年6月制定標準規(guī)格“IEEE802.3af”以來，應用范圍就開始擴大。IEEE802.3af的電壓最大為57V，一個端口可輸出15.4W的電力，能為受電側供電12.95W。之后，2009年6月又制定出了一個端口可受電25.5W的“IEEE802.3at（PoE＋）”標準，支持機型由此進一步增加。目前，寫字樓利用的IP電話、監(jiān)控攝像頭和無線LAN接入點的采用在不斷增加。

　　圖6：PoE推進大電力化

　　符合IEEE標準規(guī)格的“PoE”，一個端口一般輸出15.4～34W的電力，不過現(xiàn)在出現(xiàn)了可供給更大電力的技術。必然思科系統(tǒng)的“UPoE”和凌力爾特科技的“LTPoE＋＋”等。

　　最近，可以供給超過IEEE802.3at所規(guī)定的25.5W電力的PoE技術實現(xiàn)了實用化。其中，可供給100W左右的大電力的是美國凌力爾特科技公司的“LTPoE＋＋”。供電側一個端口可以輸出125W、接收90W的電力。

　　IEEE802.3af和IEEE802.3at利用了以太網(wǎng)線纜內(nèi)的4對雙絞線中的2對。而LTPoE＋＋通過利用全部4對，提高了供給電力（圖7）。隨著電力的增大，為提高可靠性，該公司在供電用控制IC中導入了檢測電壓和電流值的功能。另外，為降低產(chǎn)生的熱量，采用了可選擇低損耗MOSFET的外置標準。據(jù)凌力爾特科技介紹，隨著電力的增大，可用于移動通信用小型基站。預計2012年底～2013年，配備LTPoE＋＋PoE控制IC的小型基站等就會亮相。

　　圖7：利用4對雙絞線供給大電力

　　一個端口可輸出34W以上大電力的規(guī)格利用了以太網(wǎng)線纜內(nèi)的全部4對雙絞線。（圖（b）由《日經(jīng)電子》根據(jù)凌力爾特科技的資料制作）

　　無需AC-DC轉(zhuǎn)換器

　　在隨著PoE的大電力化而擴大的用途中，最受關注的是LED照明。因為PoE具有兩大優(yōu)點，適合驅(qū)動LED照明器具。

　　第一，無需驅(qū)動LED照明所需的AC-DC轉(zhuǎn)換器。LED照明產(chǎn)品比燈泡和熒光燈效率高，而且壽命長，因此為降低環(huán)境負荷，LED照明開始取代其他照明產(chǎn)品。

　　LED照明一般不同于以往的熒光燈，是利用直流驅(qū)動的。因此必須使用AC-DC轉(zhuǎn)換器，而AC-DC轉(zhuǎn)換器“有時會導致LED照明閃爍”（思科系統(tǒng)日本）。PoE利用直流供電，所以容易避免這類問題。

　　PoE驅(qū)動的另一個優(yōu)點是，可收發(fā)控制信號。PoE通過交換數(shù)據(jù)信號易于對LED的亮度進行微細控制，有望削減耗電量。

　　由于具備這兩個優(yōu)點，部分先行企業(yè)開始推進支持LED照明的驅(qū)動和控制的PoE系統(tǒng)實現(xiàn)實用化。其中率先展開行動的是美國思科系統(tǒng)。

　　該公司開發(fā)出了供電側一個端口可供應60W電力，受電側可接收51W電力的“Universal PoE（UPoE）”，網(wǎng)絡開關等支持UPoE的產(chǎn)品已于2011年秋季上市。思科開發(fā)出了利用該UPoE的LED照明系統(tǒng)，并導入了其日本法人思科系統(tǒng)日本公司的大阪辦公室（圖8）。

　　圖8：通過PoE控制LED照明產(chǎn)品

　　思科系統(tǒng)日本在該公司的大阪辦公室內(nèi)導入了采用PoE的LED照明控制系統(tǒng)。通過可用一根以太網(wǎng)線纜供電60W的“UPoE”為LED照明器具供電，并發(fā)送控制信號調(diào)整LED的亮度（a）。除連接PoE的IP電話外，還可通過平板終端控制LED照明器具（b）。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)思科系統(tǒng)日本的資料制作）

　　該系統(tǒng)是在日本提出的，由思科系統(tǒng)日本公司與日本企業(yè)共同開發(fā)。可以說，這是一款只有在推進LED照明普及的日本才能誕生的產(chǎn)品。其中利用了DEP和三機工業(yè)的控制服務器以及DEP的LED照明用DC-DC轉(zhuǎn)換器。

　　大阪辦公室導入的支持PoE的LED照明系統(tǒng)可通過用無線LAN連接的平板終端和用PoE驅(qū)動的IP電話，分0％（關閉）、50％和100％三級調(diào)整LED照明的亮度。例如，在員工較少時和白天等調(diào)暗或關閉LED照明的話可削減耗電量。由于員工可以隨手操作，因此方便隨時調(diào)整亮度。

　　不但容易控制LED照明，通過導入高效DC-DC轉(zhuǎn)換器等，與以往的熒光燈照明相比，還將耗電量削減了約70％。

　　成為電力管理的基礎設施

　　目前，思科系統(tǒng)日本公司大阪辦公室的LED照明亮度由員工“手動”控制，不過利用通過照度傳感器和人感傳感器獲得的數(shù)據(jù)還可以實現(xiàn)自動化。DEP已經(jīng)試制出組合使用UPoE驅(qū)動的LED照明產(chǎn)品以及人感傳感器和照度傳感器的調(diào)光系統(tǒng)。

　　思科計劃今后進一步增加PoE驅(qū)動的電子產(chǎn)品。列入計劃的有筆記本電腦和瘦客戶端終端等。由此，辦公桌上的IP電話和筆記本電腦布線只鋪設以太網(wǎng)線纜即可。另外，通過實現(xiàn)對這些產(chǎn)品的電力管理，PoE有望作為大廈電力管理系統(tǒng)“BEMS（building energy management system）”的基礎設施普及。

　　辦公設備耗電量的削減等也推動了PoE的普及。例如，美國惠普（HP）的瘦客戶端終端雖然是一體機，但最大耗電量只有約13W，利用以往的PoE也完全能驅(qū)動。今后，隨著100W左右PoE的普及，以及普通筆記本電腦和臺式個人電腦耗電量的削減，為這些產(chǎn)品供電也將成為可能。

　　LED照明產(chǎn)品的發(fā)光效率也在不斷提高，因此能以相同的供給電力驅(qū)動更多的LED照明產(chǎn)品。思科系統(tǒng)日本公司大阪辦公室里設置的120cm長的LED照明產(chǎn)品的耗電量為每根25W左右。一個UPoE端口可驅(qū)動兩根燈管。通過提高LED照明的效率，在相同的亮度下，如果將耗電量降至17W，則一個UPoE端口可驅(qū)動3根LED照明燈管。

　　人工費低

　　不僅是節(jié)能，就人工費而言，導入PoE也有優(yōu)勢。例如，在日本，電線鋪設必須由擁有“電工”等資格的專業(yè)人士來進行，人工費會增加。而PoE的鋪設則無需特別資格。

　　“某企業(yè)在對電線鋪設和PoE進行比較后，基于工程費低等理由，選擇了PoE”（思科系統(tǒng)日本）。海外的情況也同樣如此。“在新加坡等地，有些寫字樓沒有鋪設電線，入駐的企業(yè)必須自行布線。這種情況的話，由于導入成本低，就有咨詢PoE的企業(yè)”（DEP）。

　　車載也利用PoE

　　PoE雖然是以辦公室為中心普及，但隨著以太網(wǎng)應用領域的擴大，PoE的應用范圍也會不斷擴大。作為以太網(wǎng)的新用途，目前最受關注的是汽車領域。為了在連接汽車內(nèi)的ECU和電裝品的網(wǎng)絡、即車載LAN規(guī)格中利用以太網(wǎng)，汽車行業(yè)也開始行動。

　　在傳輸車載攝像頭影像的用途中利用以太網(wǎng)時，考慮利用PoE為攝像頭模塊供電。因為這樣無需使用電線，可削減成本和減輕車重。目前，已經(jīng)可以利用一根雙絞線實現(xiàn)最大100Mbit/秒的數(shù)據(jù)傳輸，同時供給5～6W的電力（圖4），完全可以驅(qū)動一個攝像頭模塊。
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　　圖9：車載以太網(wǎng)也能利用PoE

　　車載LAN以太網(wǎng)也考慮利用PoE。例如，博通公司開發(fā)的“BroadR-Reach”可利用一根雙絞線供電5～6W，能驅(qū)動車載攝像頭。照片是大陸公司在2012年5月舉行的“ESEC”上公開的動作演示。


　　供電由7.5W大幅升至100W，使用對應線纜和專用IC

　　最大可供100W電力的“USB PD”的做法是導入對應線纜，線纜的辨別和供電數(shù)值通過配備專用IC來確定。支持產(chǎn)品估計將在2013年上半年面世。

　　一個USB端子最大可供電100W的規(guī)格“USB Power Delivery（ USB PD） Specification”于2012年7月制定完成。USB 2.0和USB 3.0在最大可分別進行480Mbit/秒、5Gbit/秒的數(shù)據(jù)通信的同時，還可作為“總線電源”最大可供電100W。

　　此前，USB 2.0的總線電源最大為2.5W（5V、500mA），USB 3.0最大為4.5W（5V、900mA）。此外，即便是在面向便攜終端電池充電用途，不傳送數(shù)據(jù)以提高供電的“USB Battery Charging（USB BC）”規(guī)格中，也只能供電7.5W（5V、1.5A）。而USB PD將總線電源最大提高至100W，用USB連接線即可驅(qū)動筆記本電腦和30英寸級液晶電視等顯示器（圖11）。

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　　圖11：2013年上半年支持“USB PD”的產(chǎn)品將面世

　　除“Battery Charging Revision 1.2”外，USB的規(guī)格每更新一次，供給電力都在增加。2012年7月亮相的“USB PD”實現(xiàn)了100W供電。預計支持產(chǎn)品將在2013年上半年亮相。

　　5級規(guī)格

　　USB PD的供電范圍為10～100W。并具體針對供電的大小設置了10W、18W、36W、60W和100W五級“規(guī)格”（圖12）。10W供電為規(guī)格1，供給電力越高，規(guī)格編號越大，可供給100W電力的為規(guī)格5。

　　圖12：具有5級規(guī)格

　　USB PD相應于供給電力分5級規(guī)格。以各規(guī)格確定電壓和電流供電。100W供電以20V電壓和5A電流實現(xiàn)（a）。USB PD的拓撲將供電側稱為“Provider”，受電側稱為“Consumer”（b）。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)USB PD的技術標準書制作）

　　USB PD通過提高電壓和電流來擴大供給電力。10W以5V×2A、18W以12V×1.5A、36W以12V×3A、60W以20V×3A、100W以20V×5A實現(xiàn)。在利用此前的5V電壓的同時，又新追加了12V和20V。之所以選擇12V，是因為這是很多產(chǎn)品常用的電壓。車載設備也多利用12V驅(qū)動。20V是筆記本電腦的AC適配器DC輸出時所用的電壓。USB PD在制定規(guī)格時就考慮到了驅(qū)動筆記本電腦用途，因此選擇了20V。

　　但支持100W供電的只有“Standard-A”及“Standard-B”等標準規(guī)格的連接器。便攜終端用Micro USB連接器只能供電60W。USB PD為提供大電力需要利用支持線纜。為了辨別是否是支持USB PD的產(chǎn)品，線纜和產(chǎn)品上都加了專用標記。

　　檢測出支持線纜

　　USB PD將供電側稱為“Provider”，受電側稱為“Consumer”，在供電側和受電側交換數(shù)據(jù)，決定實際發(fā)送的電力值。工作流程大致如下。

　　首先，判斷插入的線纜是否支持USB PD（圖13）。其次，判斷為支持產(chǎn)品時，供電側和受電側之間交換數(shù)據(jù)，確定發(fā)送電力的電壓和電流。電壓值設定5V為標稱值，從供電側發(fā)送可輸出的電壓和電流列表，受電側從中選擇并確定電壓和電流。最后，從Provider向Consumer發(fā)送電力。

　　圖13：可辨別支持線纜的“USB PD”

　　“USB PD”首先辨別是否為支持線纜。接下來通過VBUS通信確定實際傳輸電力的電壓和電流。然后供電。這一連串動作由“Device Policy Manager”等管理部負責。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)USB PD的技術標準書制作）

　　供電因不使用“D+”和“D-”等信號線，而是利用“VBUS”線，因此可以邊供電邊收發(fā)數(shù)據(jù)。供電利用VBUS線的方法與此前的USB 2.0和USB 3.0相同。另外，確定電壓值和電流值時的數(shù)據(jù)交換也利用供電用VBUS線進行。

　　通過上述流程就實現(xiàn)了USB PD最大供電100W，同時又確保了與以往的USB兼容。為此，專門配備了確認是否為專用線纜的認證功能以及確定電壓值和電流值的IC（圖14）。其中，USB PD為辨別專用線纜，改進了連接器的構造。USB PD的Standard-A和Standard-B規(guī)格的開口部尺寸都同以往的連接器相同，原來的USB連接線可以插拔。Standard-A和Standard-B都是只通過稍微改變連接器的內(nèi)部構造，就可以判斷是否為USB PD線纜。

　　圖14：需要控制IC和專用線纜

　　USB PD與以往的USB規(guī)格不同，需要專用控制IC和專用線纜。控制IC被稱為“PD芯片”。專用線纜還可連接以往的USB連接器。（圖由《日經(jīng)電子》根據(jù)USB PD的技術標準書制作）

　　USB PD Standard-A和Standard-B的差異，按照使用設備區(qū)分。具體而言，Standard-A連接器用于連接臺式個人電腦和筆記本電腦等“主機”，而Standard-B用來連接稱為“設備”的打印機和掃描儀等臺式外設。

　　改變連接器的構造

　　USB PD Standard-A連接器為了辨別產(chǎn)品是否支持USB PD，在接收側的“插座”里面新追加了“PD DETECT”端子。稍微加長了USB PD Standard-A插頭的長度，以接觸到PD DETECT端子（圖15）。通過檢測是否有接觸，來判斷是否為支持線纜。

　　USB PD Standard-B在插座中追加了ID端子，用來判斷是否為支持線纜（圖16）。另外，根據(jù)電容器的安裝位置來判斷是3A用線纜還是5A用線纜。電容器位于ID端子和地面之間的為3A線纜，位于ID端子和VBUS之間則為5A線纜。

　　圖15：追加端子，通過接觸進行判斷

　　“USB PD”的“Standard-A”連接器在接收側的插座中追加了用來檢測是否為USB PD支持線纜的“PDDETECT”端子（a、b）。該端子配置在插座里面，僅長度較長的USB PD的Standard-A連接器能接觸到。（圖（a）根據(jù)USB PD的技術標準書制作）

　　圖16：通過追加ID端子進行判斷

　　“USB PD”的“Standard-B”連接器追加了ID端子，用來判斷是否為支持線纜（a，b）。ID端子還用來確定流過線纜的電流值。根據(jù)電容器的安裝位置來判斷是3A用線纜還是5A用線纜（c）。（圖（a）由《日經(jīng)電子》根據(jù)USB PD的技術標準書制作）

　　USB PD的Micro規(guī)格連接器方面，在原規(guī)格中設置了ID端子，因此沒有太大改變。不過，由于最大流過60W電力，連接器部和線纜部等容易發(fā)熱。Standard-A和Standard-B規(guī)格也同樣如此，USB PD的規(guī)格必須將溫度上升范圍控制在＋30℃以內(nèi)。因此，必須采取不同于以往USB的熱對策。

　　追加PD芯片

　　關于USB PD新導入的確定電壓值和電流值的流程，通過在供電側和受電側雙方的產(chǎn)品中追加交換所需數(shù)據(jù)的IC、即“PD芯片”予以支持。通過在這兩個PD芯片間交換數(shù)據(jù)來確定發(fā)送的電壓和電流值。利用VBUS端子收發(fā)載流子頻率為23.2MHz、數(shù)據(jù)傳輸速度為300kbit/秒的“FSK（frequency shift keying）”信號。

　　美國英特爾公司的USB-IF人士介紹，PD芯片集成到USB控制器中的可能性比較低。這位人士認為因為“最合理又省錢的方法是，USB控制器利用現(xiàn)有的產(chǎn)品，USB PD只在需要時追加PD芯片”。

　　支持產(chǎn)品從2013年開始面世

　　隨著USB PD規(guī)格的制定，支持產(chǎn)品的開發(fā)今后將會加速。部分企業(yè)已經(jīng)宣布開發(fā)支持產(chǎn)品。例如，美國英特爾在2012年9月舉行的開發(fā)者會議“IDF 2012”上，演示了利用USB PD驅(qū)動耗電量為60W級的筆記本電腦的情形。

　　該演示通過筆記本電腦的AC適配器向供電側的基板發(fā)送電力，然后利用USB PD從供電側的基板向受電側的基板供電（圖17）。而針對筆記本電腦，經(jīng)由電源線從受電側的基板為筆記本電腦供電。將來，通過將供電側基板安裝到AC適配器內(nèi)，將受電側基板安裝到筆記本電腦中，可提供USB PD規(guī)格的AC適配器。

　　圖17：推進支持USB PD產(chǎn)品的開發(fā)

　　在2012年9月的“IDF 2012”上，英特爾公司公開了利用USB PD用開發(fā)板卡驅(qū)動筆記本電腦的演示（a）。由恩智浦半導體社、Obsidian Technology以及安森美半導體共同試制。除了這3家公司外，USB PD技術標準書中記載的“Contributors”企業(yè)好像也已開始著手開發(fā)支持產(chǎn)品（b）。例如，SMSC和TI就在開發(fā)USB PD用IC。

　　IDF 2012的演示中使用的供電側和受電側基板以美國Obsidian Technology公司的開發(fā)板卡為原型，PD芯片的IP也由該公司制造。據(jù)介紹，除該公司外，參與試制的還有荷蘭恩智浦半導體和美國安森美半導體公司。詳情未予公布，不過英特爾的解說員稱“恩智浦半導體和安森美半導體均負責電源周邊器件的開發(fā)”。

　　除上述三家公司外，美國Standard Microsystems Corp.（SMSC）和美國德州儀器（TI）也分別在開發(fā)USB PD用IC。雙方均未公開IC的種類和功能等，不過SMSC宣布預定2013年上半年投產(chǎn)30W產(chǎn)品。除此之外，USB PD技術標準書中記載的“Contributors”企業(yè)等似乎也開始著手開發(fā)USB PD產(chǎn)品。候補企業(yè)方面，IC領域有美國LSI和瑞薩電子、連接器領域有***鴻海精密工業(yè)和日本航空電子、測量儀領域有美國力科、個人電腦領域有美國戴爾和美國惠普（HP）、外設領域有美國希捷科技和西部數(shù)據(jù)。