USB PD SPEC 3.2 更新與認證測試重點

作者：Ramix Chang 張丞雅

隨著 USB Power Delivery（以下簡稱 “USB PD”）技術不斷演進，USB PD 在合規性測試 (Compliance Test) 與技術細節上都更加嚴格。本篇文章將針對 USB PD 3.2 Specification 的更新與認證測試重點進行說明，幫助開發者與廠商了解最新要求。

規範更新與版本控制

• VIF (Vendor Information File) 設定中的 PD 規範版本需與 PD Firmware 中的設定相同，並且需要正確設置 ，未符合規範的產品將無法通過 USB-IF 認證。
• USB PD 規範版本 3.2 V1.0 已於 2023 年 10 月正式發佈，截至 2025 年 4 月，相關規範已更新如下：
  • USB Power Delivery Specification R3.2 V1.1
  • USB Power Delivery Compliance Test Specification, Q4 2024
  • USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.4

USB PD 測試依據上述最新版本進行，以確保產品測試結果符合現行規範要求。

對此，USB-IF 協會有列出寬限期的條件，以 USB PD 規範版本釋出時間往後推算，Silicon 有 18 個月的寬限期，而 End-Product 則有 24 個月的寬限期。今年四月初 USB-IF 協會發布消息，針對 USB PD3.1 產品認證的寬限期延至 2026 年 3 月，不過僅限 USB PD R3.1 V1.8，若要認證的產品，請留意版本最低要求。

詳細日期如下：

測試重點

1. 快速角色切換（Fast Role Swap, FRS）：
   • Fast Role Swap 是讓 USB PD 連接中的設備能在供電端發生變化時，迅速地交換角色而不中斷供電，主要用於提高供電穩定性與不中斷性。
   • FRS Initial Sink 測試已啟用一段時間，目前為必測項目，需使用 Granite River Labs 或 Teledyne LeCroy test solution。
   • FRS Initial Source 測試尚無法進行認證，但目前 GRL-C2EPR 及 Lecroy 儀器內已有測項可勾選，故有需要的話可自行進行內部測試。
2. 可調式電壓供應（Adjustable Voltage Supply, AVS）：
   • AVS（可調式電壓供應）是 USB PD 3.1/3.2 中引入的一種供電模式，允許供電端（Source）在特定範圍內動態調整輸出電壓，不像早期固定在 5V、9V、15V、20V 幾個檔位，精細的輸出電壓控制能更好地符合安規與能效認證要求，這在一些需要精密電壓控制的應用場景（如筆電、可攜設備、快充系統）特別實用。
   • AVS 測試步驟已在 2024 年第三季 USB PD CTS 版本中更新，USB PD 3.2 規範要求，凡是供電能力超過 27W 的產品，必須支援 SPR AVS 模式。
   • SPR AVS 電壓範圍：
     • 9V 至 15V 適用於最高 45W 的 SPR Source。
     • 9V 至 20V 適用於超過 45W 的 SPR Source。
   • 可調電壓以 100mV 為增量調節，簡化設計與測試流程。

(下圖節錄自 USB Power Delivery Spec R3.2 V1.1)

3. 共享電力（Shared Capacity 或稱 Shared Power）： 

• • 請參考 USB Type-C Cable and Connector Spec R2.4 規範中章節 4.8.6 USB Type-C Multi-Port Chargers 之說明。(下載連結)
  • 2 ports 以上的產品若有支援 Shared Power，於 USB PD Compliance 認證須加測 Shared Capacity Interoperability Test。測試軟體請參考 GRL 官網說明。(網址)
  • Shared Capacity Power Delivery 產品必須實現 Discover Identity response message，並提供 DFP VDO。
  • DFP VDO Port Number 欄位須與 VIF 中 Port_Label 欄位相符。
  • 未連接的 USB Type-C port 不需保留 7.5W 功率，但需在設備連接後 3 秒內提供至少 7.5W 功率。
  • 測試要求：
    • 須執行 BIST Shared Capacity Enter Mode 和 BIST Shared Capacity Exit Mode 指令
    • 動態電力 (dynamic power) 共享策略需在測試中暫時關閉，模擬單埠功率分配狀態（Assured Port）。
    • Rebalancing power 不得使用 Hard Reset、Error Recovery 或 Disabled state
  • Shared Capacity 電力共享範例 (詳見 USB Type-C 規格表 4-23)
    • 高至低分配：第一個連接的 port 可獲得其最大 PDP (PD Power)，其餘則根據剩餘功率分配。
    • 平均分配：當兩個 port 連接時，各 port 可分配最大 PDP 的一半。

(下圖節錄自 USB Type-C Cable and Connector Spec R2.4)

4. 延伸電力範圍（Extended Power Range, EPR）：

• • EPR 測試計畫涵蓋產品如下：
    • 支援一個 EPR Source port 和多個 SPR Source ports。
    • 支援多個 EPR Sink ports。
  • EPR Multiple Source Port 目前尚未核准認證測試。

USB PD 3.2 規範與測試重點摘要

結語

USB PD 3.2 規範進一步加強了對供電穩定性、靈活性與多埠裝置的支援，針對 FRS、AVS、共享電力與 EPR 等技術皆提出明確測試要求。開發者在設計超過 27W 的 USB PD 裝置時，必須特別注意 AVS 的實作與認證規定，同時掌握 USB-IF 最新測試政策與寬限期時程。隨著自動化測試工具的進步，未來的認證流程將更加精細與嚴謹，是產品能否順利上市的關鍵一環。

參考文獻

• USB Power Delivery Specification R3.2 V1.1
• USB Power Delivery Compliance Test Specification, Q4 2024
• USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.4
• USB Type C Functional Test Specification, Revision 0.91

作者

GRL 台灣工程師 張丞雅 Ramix Chang

國立交通大學碩士畢業。

具將近三年的測試經驗，熟悉 Thunderbolt PD、USB-IF PD Compliance 等測試規範。目前在 GRL 台灣負責 USB PD 測試，樂於協助客戶相關問題，以順利取得認證。