為什麼 USB 介面的電壓只有5V,電流只有2A,而不是更高的電壓和電流,例如人體安全電壓24V?


先說為什麼電壓是5V:

USB這個東西出現的太早了,USB最早出現的時候是1994年,那時候PC上電源是5V~12V這種,24V這種電壓ATX標準里還沒有(查了一下,現在ATX電源里也沒有24V介面)。所以選擇5V的一個原因就是當時電源供電以5V居多。後來為了保持兼容性,就沒有改變。

另一個原因是大部分外設晶元都是3V~5V之間的,去電子市場轉一圈就知道了,常見的像TTL晶元,以及各種轉換晶元(比如RS232)大多數都是5V左右的,如果USB做成12V的,就需要做一套升壓、降壓電路,對於廠商來說,是很麻煩的。

電流方面,特別指出的是USB2.0的標準最大電流是500mA,到3.0時代才到900mA,當然如果是充電設備,那麼可以不做限制,2A也可以。

對於一般外設來說500mA*5V=2.5W,功率已經算很大了,普通的滑鼠、鍵盤都是不到1W的功耗,最費電的USB網卡也只有2W左右,所以在當時看來,這個設計已經算是足夠了。因為USB協議允許自供電的外設。

最早USB設計出來的時候沒有過多的考慮移動設備的情況,最早只是想設計一種通用的介面而已,所以像充電速度這種都沒有考慮在規範中。


USB標準剛出的那時代,集成電路幾乎統一是5V電源下工作的。5V是使用最廣的標準電源之一。選擇5V也就是順其自然的事情了。半導體行業的發展,低功耗還有高頻率的趨勢,IC工作電壓也越來越低,現在普遍是3.3V,很多晶元內部是1.xV(比如CPU)。

USB典型的驅動電流是500mA,不是2A。電子設備的快速發展,特別是iPad的興起,2A成了多數USB供電的一個標準。此前基本只有供電類的多數是1A,設備擴展的多數還是500mA。

以上


安全電壓應該是36v。USB的主要功能是短距離通信而不是供電。


為什麼電壓不高電流不大 發明USB的首要目的不是為了給設備提供大功率電源輸出。

為什麼USB要有供電 主要還是數據傳輸,而晶元等需要電力供應,為方便設備不單獨接電源,遂USB線纜加上電壓。

為什麼是5V 在PC上,一般電源輸出有3.3v 5v 12v 大部分晶元使用5v或以下電壓,而一般設備功率不要求太高,遂取5v足以。取高了還得用降壓電路,取其他指PC機電源沒有供應現成的。

為什麼是2A 其實如@時國懷 所說「電流方面,特別指出的是USB2.0的標準最大電流是500mA,到3.0時代才到900mA,當然如果是充電設備,那麼可以不做限制,2A也可以。」還是因為不需要大功率輸出,沒有必要太高。


因為USB不是發明作為充電介面的。

這不過是歷史的選擇罷了。


所說的電壓即為主板上的VBUS電壓,USB的電流輸出能力取決於搭配這個USB埠的電源IC(一般是LDO,也要適當的考慮下layout的過流設計),一般都取做500ma。但是這兩個值都是從需求做出考慮的。這些電壓和電流值都是經過長時間驗證的,有著最好的兼容性。

如果你想要有更高的電壓或電流,把電路修改下即可,不過意義不大。


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