前言
近期隨著蘋果 iPhone 17 系列發布,以及售價高達 300 多的新款 40W 動態電源轉接器推出,在數位領域掀起一波針對充電器支援「AVS」協定的探討。
iPhone 17 系列是否支援這項全新協定,是否需要購買這款昂貴的充電器才能獲得更快的充電體驗。這期將帶大家詳細了解蘋果新款 40W 動態電源轉接器「AVS」協定的來由,並解答 iPhone 17 系列相關的充電問題。
AVS 協定介紹及起源
AVS(Adjustable Voltage Supply,可調電壓電源)是 USB-IF 在 USB Power Delivery(USB PD)3.1 規範的 EPR(Extended Power Range,擴展功率範圍)中引入的一種可調電壓輸出機制。
在 2017 年發布的 USB PD 3.0 規範下,當時 PD 只支援固定電壓檔位和 PPS(Programmable Power Supply,可程式化電源)機制,後者可在 5-20V 範圍內以 20mV 步進調整電壓,以及 50mA 步進調整電流。
在 2019 年發布的 USB PD 3.1 規範中,除了支援 PPS 可程式化電源外,還引入 EPR 模式,可輸出 28V、36V、48V 等更高固定電壓,並加入 AVS,也就是 EPR AVS,可在 15-48V 範圍內以 100mV 步進精細調節電壓。
在 2024 年發布的最新 USB PD 3.2 規範中,則將 AVS 可調電壓電源擴展至 100W 以下的標準功率範圍,也就是 SPR AVS,可在 9-20V 範圍內以 100mV 步進精細調節電壓。
PD 3.1 EPR AVS、PD 3.2 SPR AVS 與 PD 3.0 PPS 的差異
PD 3.0 PPS、PD 3.1 EPR AVS 與 PD 3.2 SPR AVS 的主要差異,在於電壓範圍、調節精度、應用情境與供電模式。
PD 3.0 時代的 PPS,是針對智慧型手機等中低功率裝置設計的動態輸出機制,可在 5-20V 範圍內以 20mV 步進調節電壓、以 50mA 步進調節電流,使充電器能根據電池電壓即時微調輸出,實現高效直充。
進入 PD 3.1 後,引入 EPR 模式及 AVS(Adjustable Voltage Supply)協定,將輸出能力擴展到 15-48V、最高 240W。EPR AVS 支援以 100mV 步進調整電壓,主要為筆電等高功率裝置提供恆定高效的電壓輸出,減少轉換損耗。
而在最新的 PD 3.2 中,AVS 被「下放」到 SPR 標準功率範圍,形成 PD 3.2 SPR AVS,適用於 100W 以下的裝置,例如平板與手機快充。它保留 AVS 的精細電壓調節能力,但電壓區間縮減至 9-20V。
這裡需要特別指出的是,雖然 PPS 在紙面上提供更細的 20mV 電壓步進和電流調節,但這種「過度精細化」的設計在現實環境中並不穩定。線材損耗、接觸電阻、電壓紋波等因素往往遠大於 20mV,使 PPS 的理論優勢在實際使用中難以兌現。更關鍵的是,PPS 的功率模型存在「功率懸崖」現象:在低電壓下電流受到限制,導致整體功率驟降,快充效率大打折扣。
相較之下,AVS 採用 100mV 步進,既能滿足電池電壓匹配需求,又能抵禦現實中的電氣干擾;同時,它的恆流輸出邏輯避免 PPS 的功率折損問題,讓充電過程更符合工程直覺。
AVS 協定的技術原理
AVS 協定的運作邏輯可以理解為「即時可調的供電通道」。在 PD 協定通訊中,裝置(Sink)與充電器(Source)先透過 CC 訊號完成能力協商:Sink 向 Source 發送 Request AVS 請求,說明所需電壓、電流等目標參數;Source 確認後進入 AVS 模式,輸出電壓不再固定,而是可以連續調節。
在裝置運作過程中,Sink 會根據即時監測到的輸入電壓、電流、功率與溫度等資料,透過 AVS Adjust 指令動態微調電壓輸出。這種機制相當於讓充電器具備「隨需應變」的能力。其內部的數位控制晶片會根據回饋訊號調整 DC-DC 轉換器的工作狀態,以毫秒級速度改變輸出電壓,使充電曲線始終貼合裝置需求。
AVS 的設計哲學更「務實」,它並不追求極限參數,而是強調在複雜環境下的穩定性和高效率。透過讓充電器承擔更多電壓調節工作,手機內部的降壓損耗和發熱會明顯降低,從而延長高功率快充的持續時間。這一點與電動車直流快充「把發熱模組放在車外」的邏輯類似。
AVS 充電器案例:Apple 140W 與 40W 充電器
蘋果推出的首款 140W USB-C 電源轉接器(型號 A2452)於 2021 年隨 16 吋 MacBook Pro 發布。這款轉接器支援 USB PD 3.1 EPR 規範,輸出包含一個 15-28V 的 AVS 可調檔位,最大功率 140W。
這意味著在充電時,轉接器可以動態調節輸出至最高 28V,以滿足高效能筆電的功耗需求。官方資料顯示,這款轉接器可讓 MacBook Pro 在約 30 分鐘內充至 50% 電量。
蘋果最新推出的 40W 動態電源轉接器支援 USB PD 3.2 SPR AVS 技術。根據規格,這款轉接器額定輸出 40W,峰值可達 60W,並可在 9-20V 範圍內以 100mV 步進調節輸出。
由於採用 AVS 可調電壓機制,充電器能夠根據裝置需求,將輸出電壓精確控制在理想水準,從而提高功率轉換效率並降低發熱。
結合充電頭網對 iPhone 17 全系列的充電曲線與實測結果來看,目前這些機型尚未支援蘋果新款 40W 動態電源轉接器所採用的 PD 3.2 SPR AVS 協定。換句話說,iPhone 17 系列仍沿用前幾代的 PD 協定快充方案,但不排除蘋果後續透過 OTA 更新逐步開放相關支援。
蘋果沒有依賴私有協定來實現高功率快充,而是推動一個開放、由 USB-IF 採納的標準。這種做法不僅避免生態碎片化,也讓第三方配件廠商能夠無障礙跟進,最終受益的是整個產業鏈和消費者。
更深層的意義在於,蘋果憑藉 iPhone 這項明星產品的影響力,正在推動整個產業朝更高效、更統一的快充標準過渡。SPR AVS 不僅解決 PPS 的歷史缺陷,還為未來的手機、平板、筆電提供一套兼顧速度、溫控與相容性的解決方案。
如何測試充電器是否支援 AVS
充電頭網了解到,目前除了蘋果的 40W 動態電源轉接器外,還有來自 Google 的 67W 雙埠充電器,以及製糖工廠多款充電器已經支援 SPR AVS 協定。
目前市面上也已經有透過使用整合主控/協定晶片的資料線,讓原本不支援的充電器可以支援 SPR AVS,甚至 PPS 等協定的方案。
POWER-Z 推出的 KM003C 協定測試儀,在更新至最新韌體版本後,目前已經增加對 PD 3.2 以及 SPR AVS 協定的檢測,可協助輕鬆了解受測充電器支援的協定情況。
充電頭網總結
AVS(Adjustable Voltage Supply,可調電壓電源)協定的引入,標誌著 USB PD 快充標準進入更智慧、更高效的階段。從最早的 PD 3.0 PPS,到 PD 3.1 EPR AVS,再到最新的 PD 3.2 SPR AVS,電壓調節的範圍和精度不斷提升,充電器能夠以細微步進即時調節輸出電壓,實現功率穩定與能效最佳化。與傳統固定檔位充電不同,AVS 讓電源具備「動態供電」能力,使裝置能在發熱更低、損耗更小的情況下實現更快充電。
目前,蘋果、Google 等品牌已率先在高階充電器中應用 AVS 技術。例如,蘋果 140W 充電器支援 PD 3.1 EPR AVS,而最新 40W 動態電源轉接器則支援 PD 3.2 SPR AVS,可在 9-20V 範圍內以 100mV 步進精準調節輸出。雖然目前 iPhone 17 系列尚未開放 SPR AVS 支援,但這項協定的普及意味著未來手機、平板乃至筆電都將邁入「自適應快充」時代,為整個充電生態帶來新的技術演進方向。