USB-C 入门系列|第 5 章 / 连载中
你正在阅读 第 5 章:PDO、RDO、APDO、PPS 是什么?PD 快充档位怎么看。如果你是从搜索引擎直接进来的,可以先看总目录,也可以按上一篇、下一篇顺着读。
这篇是 USB-C 入门系列第 5 章。
上一篇已经把 USB PD 的协商流程走了一遍:充电器先发 Source_Capabilities,设备再发 Request,充电器同意后回复 Accept,最后用 PS_RDY 告诉设备“电源准备好了”。流程讲过了,这里就不端出来热第二遍了。炒冷饭不好吃,协议冷饭更难吃。
这一章往消息里面看。Source_Capabilities 这条消息里,究竟装了哪些供电能力?设备发 Request 的时候,又到底在请求哪一个档位?
这时候就会撞上四个缩写:PDO、RDO、APDO、PPS。
第一次看到这些词,确实很像协议分析仪里吐出来的黑话。可一旦把它们放回充电场景里,就没有那么吓人了。你用电流表读充电器能力时,屏幕上那些 5V、9V、15V、20V,还有 3.3-11V PPS、3.3-21V PPS,背后就有这些东西在工作。电流表只是把协议里的内容翻译成了人能看懂的快充档位。
这一章不拆每一个 bit 位。真要拆,规范里一页一页全是表格,读起来像嚼压缩饼干,管饱但费牙。先把它们在快充里的位置讲清楚:
PDO 是充电器摆出来的供电档位,RDO 是设备提交的选择,APDO 用来描述更灵活的供电能力,PPS 则是手机快充里很常见的可调电压电流能力。
先看它们在干什么
一上来背全称,通常没什么用。Power Data Object、Request Data Object、Augmented Power Data Object,背完以后该懵还是懵。就像小时候背“力是物体对物体的作用”,字都认识,题目一变,脑子就开始装死。
把手机插到 USB-C 充电器上,充电器对设备说的内容大概是:
我可以给 5V 3A
我可以给 9V 3A
我可以给 15V 3A
我可以给 20V 3.25A
我还支持一段 PPS,比如 3.3V 到 21V
这些“我可以给”的内容,就是充电器发出来的能力。固定的 5V、9V、15V、20V 档位,大多落在 PDO 这类对象里;3.3V 到 21V 这种可调范围,则会放进 PPS APDO 里。
手机看完以后,不会直接喊“老板,把最大功率端上来”。它会看自己的电池、电量、温度、充电芯片和系统策略,然后挑一个合适的工作点,通过 RDO 告诉充电器:我用这个。
第 4 章那条流程,放到这章就变成了:
Source_Capabilities 里面放 PDO/APDO
Request 里面放 RDO
画成流程图,大概就是下面这样。先别急着抠每个箭头的协议细节,先把“谁先说话、谁来选择、PPS 放在哪里”看顺眼。
外壳是 Source_Capabilities 和 Request,真正描述档位和请求的,是里面这些数据对象。
先把四个词放一张表里,后面再慢慢展开:
| 名称 | 全称 | 常见位置 | 先记这个 |
| PDO | Power Data Object | 能力声明 | 固定或传统供电档位 |
| RDO | Request Data Object | 设备请求 | 设备选中的档位和电流 |
| APDO | Augmented Power Data Object | 扩展能力声明 | PPS、AVS 这类灵活能力 |
| PPS | Programmable Power Supply | PPS APDO | 可调电压、电流的供电能力 |
这里最容易混的是 PPS。很多人把 PPS 当成某个独立快充协议,其实它属于 USB PD 的可编程电源能力。某台手机支持 PPS,意思是它能在 USB PD 协商里请求 PPS APDO,让充电器按更细的步进调整输出。
PDO 是什么:充电器把档位摊开
PDO 的全称是 Power Data Object,直译很硬,叫电力数据对象。放到充电器里看,它就是一个供电档位。
一只 65W USB-C 充电器,常见能力可能长这样:
5V 3A
9V 3A
15V 3A
20V 3.25A
小学都学过,功率就是电压乘电流:
$$P=U \times I$$
所以 20V 3.25A 对应 $20\text{V}\times3.25\text{A}=65\text{W}$。
真正要看的,往往是这只充电器到底给了哪些档位,而不只是包装上那个最大的 65W。手机可能只用 9V 或 PPS,轻薄本可能需要 20V,小耳机、小风扇这种设备可能老老实实待在 5V。设备能不能跑到理想功率,先看菜单上有没有它想点的那道菜。
PDO 的作用就在这里:充电器把能力明牌摆出来,设备按能力选择。少一点玄学,多一点规矩。
固定 PDO:最常见的几个台阶
普通用户最常见的是 Fixed Supply PDO,也就是固定供电 PDO。
固定 PDO 的电压是固定的,电流给一个上限。比如 9V/3A,含义是这个 9V 档位最高可以给到 3A。设备实际拿多少,还要看后面的 RDO。
很多误会就出在这里。看到 9V/3A,就以为设备必然跑 27W;看到 20V/5A,就以为一定跑 100W。档位只是能力,请求才决定当下怎么用。菜单上有牛排,不代表你这顿一定点牛排。
除了固定 PDO,USB PD 里还有可变 PDO 和电池 PDO。日常手机、笔记本充电器里,固定 PDO 和 PPS 更常见;后两种更多是在看规范或抓协议时会碰到。
| 类型 | 大概意思 | 常见印象 | 常见程度 |
| Fixed PDO | 固定电压,声明最大电流 | 9V/3A、20V/3.25A | 很常见 |
| Variable PDO | 电压范围,声明最大电流 | 某段范围内供电 | 相对少见 |
| Battery PDO | 电压范围和最大功率 | 按功率描述能力 | 相对少见 |
| APDO | 扩展供电能力 | PPS、AVS | PPS 很常见 |
日常看充电器,先把固定 PDO 当作几个台阶就行:5V、9V、15V、20V。设备踩哪一级,要看它请求哪一级。想要 8.4V 这种中间值,固定 PDO 这边没有位置;PPS APDO 才能处理这种细调需求。
这就是很多手机喜欢 PPS 的原因之一。固定档位太硬,手机充电偏偏又是一个会随着电池状态变化的过程。
RDO 是什么:设备下单
RDO 的全称是 Request Data Object,出现在 Request 消息里。充电器把能力发出来以后,设备用 RDO 选其中一个。
假设充电器发出来的能力是:
1: 5V 3A
2: 9V 3A
3: 15V 3A
4: 20V 3.25A
笔记本想用 20V,就会在 RDO 里指向第 4 个对象,再写上自己需要的工作电流。比如它请求 20V 2A,实际功率就是 $20\text{V}\times2\text{A}=40\text{W}$。
这时候看到 65W 充电器只输出 40W,先别急着给充电器扣“虚标”的帽子。它可能确实有 65W 能力,只是设备这会儿点了 40W 左右的单。
现实里的很多现象都能顺着 RDO 想通。同一个 100W 充电器,给不同手机功率不一样,因为设备请求不一样。同一台笔记本,低电量时功率高,过一会儿降下来,因为电池状态、温度和系统策略变了,设备重新请求了工作点。
USB PD 的协商也会变化。插上那一下谈一次,后面状态变了还会继续谈。电流表上看只是数字跳了一下,背后可能已经重新走了一轮请求。
APDO:普通档位写不下的内容
APDO 是 Augmented Power Data Object,中文可以叫增强型 PDO。传统 PDO 已经能表达固定电压、可变电压、电池供电这些能力,但 PPS、AVS 这类灵活供电需要更大的表达空间,于是有了 APDO。
固定 PDO 写出来很干脆:
我能给 9V 3A
PPS APDO 写的是一段范围:
我能在 3.3V 到 11V 之间调节,最大给到 3A
前者是固定套餐,后者是可调套餐。固定套餐简单,设备选中以后就按那个电压走;可调套餐更麻烦一点,设备要告诉充电器具体想要多少电压、多少电流。
你平时最常见的 APDO,就是 PPS APDO。后面讲 USB PD 3.1 EPR 高功率时,还会碰到 AVS APDO。这里先别把 EPR、AVS 全塞进脑子,先塞太多,后面读到高功率那章反而容易打架。
这一章把 APDO 记成“USB PD 用来写灵活供电能力的对象”就够了。手机快充里最常见的那一个,就是 PPS。
PPS:电压电流可以细调
PPS 的全称是 Programmable Power Supply,可编程电源。
名字听着像实验室设备,实际放到手机快充里很直观。固定 PDO 给的是几个固定按钮:5V、9V、15V、20V。PPS 给的是一段可调范围。
电流表里可能会看到:
PPS: 3.3V-11V 3A
PPS: 3.3V-21V 3A
这意味着设备可以在这段范围内请求更具体的电压。现在要 8.8V,就请求 8.8V;温度上来以后想降到 7.6V,也可以重新请求。PPS 快充时电压电流经常微微变化,原因就在这里。设备一直在根据状态调供电点,电流表只是把这个变化显示出来。
再套一下小学公式:
$$P=U \times I$$
设备请求 8.8V 3A,对应 $8.8\text{V}\times3\text{A}=26.4\text{W}$。后面改成 7.6V 2A,对应 $7.6\text{V}\times2\text{A}=15.2\text{W}$。
用户看到功率掉了,协议里看到的是设备换了一个工作点。开车也一样,油门踩到底只能说明你脚重,能根据路况收放才正常。
手机为什么常用 PPS
笔记本常用 20V 这种高固定电压。原因第三章讲过:同样功率下,电压高一点,电流就低一点,线材和接口的压力更小。这个逻辑已经讲过,就不再炒冷饭。
手机这边麻烦一些。手机内部空间小,电池电压低,散热条件紧张。外面只给固定 9V 或 12V,手机内部还要继续做电压转换,转换过程会发热。热量一上来,系统就会降功率。你以为它在摆烂,其实它在保命。
PPS 的价值在于:充电器可以把输出调得更贴近手机当前需要的电压。手机内部少做一点“搬砖式转换”,发热压力就容易控制一些,设备也更方便根据电池状态调整策略。
当然,PPS 也别神化。写了 PPS,功率照样可能上不去。快充要看一整套组合:
| 条件 | 影响什么 |
| 充电器 | 有没有设备需要的 PPS APDO,范围和电流够不够 |
| 线材 | 能不能承载对应电流,尤其是 3A/5A 边界 |
| 设备 | 是否支持 PPS,支持到什么电压电流范围 |
| 状态 | 电量、温度、系统策略是否允许高功率 |
所以同一个 PPS 充电器,给 A 手机很快,给 B 手机普通;同一台手机,冬天和夏天表现不同;同一只手机,低电量时跑得高,快满电时慢慢降下来。这些情况都很正常,背后是设备策略在调度。
用电流表怎么看
如果你手里有维简 K2 这类 USB-C 电流表,这章就能落到实物上。
先看固定档位。5V、9V、12V、15V、20V 这些,基本就是最容易识别的固定 PDO。不同充电器给出的档位不一样,有些有 12V,有些没有;有些 20V 是 3A,有些是 3.25A 或 5A。最大瓦数要看,档位结构也要看。
再看 PPS 档位。界面里出现 3.3-11V、3.3-16V、3.3-21V 这种范围,就可以往 PPS APDO 方向看。这里重点看两个数:电压范围和最大电流。3.3-11V 3A 与 3.3-11V 5A,能覆盖的功率空间差很多。
然后看设备实际跑到哪里。能力列表只是充电器能提供的内容,实时读数才是设备正在使用的工作点。充电器支持 20V 3.25A,手机却跑在 8.5V 2.5A,这种情况很常见。手机多半在用 PPS 下的某个工作点。
最后看一段时间,峰值截图只能当热闹看。刚插上那一瞬间的最高功率,只能说明它曾经到过。电压有没有跳档,电流是否稳定,温度上来以后功率怎么降,多口充电器插入第二个设备后能力有没有重新分配,这些更有参考价值。
一句土话:看快充别只看瓦数,瓦数是热闹,档位才是门道。
PPS 和品牌私有快充的关系
PPS 经常被误会成某个手机品牌的独门秘籍。它其实是 USB PD 里的标准能力。各家手机会在 PPS 基础上做自己的充电策略,有些还会叠加线材识别、温控规则、私有握手或电池保护逻辑。
于是就会出现“都写着 PPS,实际功率差很多”的情况。
这就像同样是炒饭,有人炒得香,有人炒得像复习资料。米饭是标准的,手法是各家的。
所以看到“支持 PPS”,只能说明它具备这条路。能跑多快,还要看手机、充电器、线材和当时状态。少一环,功率就可能掉下来。
20V 和 PPS 怎么选
看到 20V,有些人会天然觉得它更猛。对笔记本来说,20V 确实很关键。60W 用 20V,只需要 3A;如果用 10V,就要 6A。电流越大,线材和接口的发热压力越高。第三章已经讲过这条线。
手机的重点不一样。手机更关心当前电池状态下怎么充得快、怎么少发热、怎么不伤电池。PPS 下一个合适的 8V、9V、10V 工作点,往往比固定 20V 更适合手机。
快充比到最后,拼的也不只是数字。真要只比数字,厂商宣传页早就天下无敌了。实际使用里,功率、温度、效率、电池寿命和安全都要一起算账。
常见问题
PDO 是不是就等于快充档位?
日常看充电器时,可以把固定 PDO 当作 5V、9V、15V、20V 这些快充档位。严格一点说,PDO 是 USB PD 能力消息里的电力数据对象,APDO 也是能力声明的一种扩展形式,用来表达 PPS、AVS 这类灵活能力。
RDO 是谁发的?
RDO 是 Sink 设备发的,也就是用电方发的。充电器先给出能力列表,设备再用 RDO 请求其中一个能力。手机、平板、笔记本在同一个充电器上功率不同,很多时候就是点的“菜”不同。
PPS 一定比普通 PD 快吗?
不一定。PPS 的优势在于电压电流可调,适合一些手机做高效率快充。最终功率还要看设备支持范围、充电器 PPS 范围、线材能力、温度和电量。
充电器有 100W,为什么手机只跑 25W?
100W 是充电器能力上限,手机会根据电池状态、温度和充电策略请求合适档位。很多手机根本不会请求 20V/5A,而是在 PPS 下跑一个二十多瓦的工作点。
电流表显示 PPS 3.3-21V,代表一定能跑满 65W 吗?
不一定。还要看这个 PPS 档位对应的最大电流,以及设备会不会请求高功率。21V 3A 理论上接近 63W,实际功率还会受线材、温度、设备策略影响。
PDO、RDO、APDO 和 PPS 要不要全背下来?
没必要背成考试题。记住这条线就够了:PDO/APDO 是充电器给出的能力,RDO 是设备选中的请求,PPS 是一种可以细调电压电流的 APDO。以后看协议、电流表或充电器参数,就不会被缩写按在地上摩擦。
写在最后
第 4 章讲流程:Source_Capabilities、Request、Accept、PS_RDY。第 5 章讲内容:Source_Capabilities 里放了哪些能力,Request 里怎样表达设备需求。
缩成最短版本:
PDO/APDO:充电器把能力摆出来
RDO:设备从里面挑一个
PPS:一种可以细调电压电流的 APDO
理解了这些,再看电流表上的 5V、9V、20V、PPS 3.3-11V,就不会只看个热闹。哪些是固定台阶,哪些是可调范围,哪些只是充电器能提供,哪些才是设备实际请求,心里会清楚很多。
下一章可以往高功率方向走:USB PD 3.1 为什么引入 EPR,140W、180W、240W 又是怎么从传统 100W 往上扩展出来的。到那时,PDO/APDO 这套概念还会继续用,只是菜单从 SPR 扩展到了 EPR。菜单变厚了,价格也上去了,设备能不能点,还得看线材、充电器和设备三方脸色。