USB-C 系列第 5 章:PDO、RDO、APDO、PPS 是什么?PD 快充档位怎么看

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:PDORDOAPDOPPS

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_CapabilitiesRequest,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
PDOPower Data Object能力声明固定或传统供电档位
RDORequest Data Object设备请求设备选中的档位和电流
APDOAugmented Power Data Object扩展能力声明PPS、AVS 这类灵活能力
PPSProgrammable Power SupplyPPS 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、AVSPPS 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_CapabilitiesRequestAcceptPS_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。

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