愛迪生的復(fù)仇：USB或?qū)⒁l(fā)供電革命

騰訊科技 長(zhǎng)歌 10月27日編譯

在交流電一統(tǒng)天下的今天，直流電卻在悄悄醞釀著一場(chǎng)革命，而其中的關(guān)鍵則是早已司空見慣的USB技術(shù)。這不僅會(huì)給供電行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命，還將更好地提升用電效率，甚至推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

種類繁多的線纜、互不兼容的接頭、各式各樣的適配器曾經(jīng)是旅行者們的一塊心病。但USB的出現(xiàn)拯救了他們。多數(shù)手機(jī)和小型電子設(shè)備都可以通過(guò)一根能直接插在電腦或適配器上的USB線來(lái)充電。全世界正在使用的這種線纜大約有100億條。酒店、機(jī)場(chǎng)、汽車和新的建筑，越來(lái)越多的地方都開始將USB插口作為標(biāo)準(zhǔn)的電源配置。

如今，更為劇烈的變革近在眼前。從2014年開始，USB線將可以為體積更大的電子設(shè)備供電。從長(zhǎng)期來(lái)看，這將改變家庭和辦公場(chǎng)所的用電方式，不僅可以節(jié)約成本，還能提升效率。

就連USB的發(fā)明人、英特爾工程師阿杰伊?巴特(AjayBhatt)也沒有想到這種技術(shù)能擁有如此的能量。他當(dāng)初開發(fā)這種接口的主要目的地，是為了減少外設(shè)與電腦連接時(shí)的復(fù)雜步驟。鍵盤、鼠標(biāo)、音箱等各種外設(shè)都需要不同的線纜，通常還要安裝不同的驅(qū)動(dòng)程序。USB的主要任務(wù)則是幫助電腦和設(shè)備展開“溝通和談判”。

巴特沒有想到，他就此創(chuàng)造了一套全新的充電系統(tǒng)。盡管USB目前的充電能力最高只能達(dá)到10瓦，勉強(qiáng)夠iPad等設(shè)備使用，但它早已經(jīng)成為手機(jī)、電子閱讀器和其他小型電子設(shè)備的默認(rèn)充電方式。有些手機(jī)制造商在銷售時(shí)已經(jīng)不再提供電源適配器。一些較有創(chuàng)意的發(fā)明人還推出了用USB供電的風(fēng)扇、迷你冰箱和玩具火箭發(fā)射器。

明年的新標(biāo)準(zhǔn)名為USBPD，可以為這種技術(shù)帶來(lái)更大的靈活性，將充電能力擴(kuò)大為目前的10倍：最高可達(dá)100瓦。西蒙?丹尼爾(SimonDaniel)是科技公司Moixa的創(chuàng)始人，他目前就在倫敦的辦公室里用加強(qiáng)版USB插口的原型產(chǎn)品為筆記本電腦充電。辦公室里的低電壓LED臺(tái)燈也使用了同樣的線路。電腦顯示器、打印機(jī)和臺(tái)式機(jī)同樣如此。只有微波爐、熱水壺等耗電大戶才使用傳統(tǒng)電源。

潮流逆轉(zhuǎn)

這可能預(yù)示著一場(chǎng)更大的變革，有可能引發(fā)直流電的復(fù)興，使之成為越來(lái)越多低壓家用和辦公設(shè)備的充電首選。自從尼古拉?特斯拉(NikolaTesla)擊敗了托馬斯·愛迪生(ThomasEdison)后，直流電在電子世界中的地位長(zhǎng)期受到交流電的壓制。特斯拉的勝利有很多原因，但其中之一是因?yàn)檫@種技術(shù)在當(dāng)時(shí)更容易在不同的電壓間切換，因此成為了更好的電力傳輸和分配系統(tǒng)。

但潮流或許即將逆轉(zhuǎn)。將交流電變成直流電需要對(duì)晶體管(這是所有電子設(shè)備的心臟)供電，這種方式卻十分繁瑣，最常見的方式是借助電源適配器。這些隨處可見的小盒子現(xiàn)在已經(jīng)很廉價(jià)、很輕巧，但效率通常不高，會(huì)把電轉(zhuǎn)化成熱。而且這種設(shè)備無(wú)論晝夜、無(wú)論電價(jià)高低，都會(huì)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，更好的方式是鋪設(shè)丹尼爾使用的那種直流電網(wǎng)絡(luò)，以供所有的家用和辦公電子設(shè)備使用。

于是，USB線便有了更大的用武之地。它們既能傳輸直流電，也能傳輸數(shù)據(jù)。這意味著它可以在供電設(shè)備和耗電設(shè)備之間設(shè)定優(yōu)先順序。例如，當(dāng)筆記本正在給手機(jī)充電時(shí)，“電腦可以說(shuō)，‘我現(xiàn)在需要啟動(dòng)硬盤，所以接下來(lái)的10秒鐘不要充電?！卑吞卣f(shuō)。而擁有可變電壓和更大功率的新標(biāo)準(zhǔn)則帶來(lái)了更多的可能性，甚至引入了一些新功能：讓電流向任意方向流動(dòng)。

這又帶來(lái)了另外一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。低壓直流電網(wǎng)可以很好地兼容太陽(yáng)能電池板。后者可以在不同的時(shí)間產(chǎn)生不同量的直流電，而且價(jià)格越來(lái)越便宜，甚至能直接安裝到窗戶或屋頂上。雖然要把太陽(yáng)能輸送到交流電網(wǎng)并不容易，但這種能源模式卻很適合低壓本地直流電網(wǎng)。當(dāng)太陽(yáng)光照強(qiáng)烈時(shí)，便可以幫助你給所有的筆記本、手機(jī)和電子設(shè)備充電。

優(yōu)勢(shì)眾多

這種模式可以給各個(gè)家庭或辦公室?guī)?lái)好處。如果網(wǎng)絡(luò)中有接入主電網(wǎng)的大型中央電池，在電價(jià)較便宜的夜間自我充電，效果還會(huì)更好。但真正的優(yōu)勢(shì)會(huì)在多棟建筑的直流電網(wǎng)整合時(shí)顯現(xiàn)出來(lái)。將各種供給、需求和存儲(chǔ)匯總起來(lái)，便可以變身為一個(gè)“智能電網(wǎng)”——一套比現(xiàn)有的模式更靈活、更節(jié)約的供電系統(tǒng)。

緊急服務(wù)規(guī)劃師很喜歡這個(gè)想法：在供電中斷時(shí)，手機(jī)等設(shè)備便至關(guān)重要。傳統(tǒng)電網(wǎng)的管理者也很歡迎任何能夠拉平峰值用電量的技術(shù)。

丹尼爾的公司已經(jīng)在英國(guó)建起了十幾個(gè)原型產(chǎn)品，一個(gè)位于倫敦的一家劇院，一個(gè)位于濱海紹森德的某個(gè)社區(qū)。他們還在捷克共和國(guó)的Nupharo科技園建立了另一個(gè)項(xiàng)目。那里本月還召開了一次會(huì)議，探討如何將低壓直流電網(wǎng)部署到難以接入交流電網(wǎng)的貧窮國(guó)家。能夠存儲(chǔ)太陽(yáng)能，并提供手機(jī)充電和夜晚照明的系統(tǒng)，都將吸引巨大的需求。

電學(xué)愛好者更是感到無(wú)比振奮。低壓直流電很便宜、很安全，也很環(huán)保。大型科技公司也在開發(fā)各種芯片來(lái)適應(yīng)新的標(biāo)準(zhǔn)。英特爾高管布拉德?桑德爾斯(BradSaunders)表示，第一款USB PD設(shè)備將于2014年面市，并在2015年大面積推出。匹茲堡大學(xué)斯旺森工程學(xué)院的格里戈利?里德(GregoryReed)認(rèn)為這種新的USB標(biāo)準(zhǔn)將帶來(lái)一場(chǎng)革命。他表示，擁有大批服務(wù)器的大型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)開始使用直流電路，家庭和辦公場(chǎng)所也將跟進(jìn)。

這一變革正值“物聯(lián)網(wǎng)”模式持續(xù)發(fā)酵之際。這種技術(shù)希望讓各種設(shè)備和電子產(chǎn)品都能通過(guò)更加智能的方式展開自動(dòng)溝通。這意味著很多新設(shè)備不僅需要電力供應(yīng)，還要具備數(shù)據(jù)傳輸能力，而新的USB標(biāo)準(zhǔn)則可以同時(shí)滿足這兩個(gè)要求。

在20年前發(fā)明USB的巴特同樣欣喜若狂。他的下一個(gè)計(jì)劃是讓USB接口能夠?qū)崿F(xiàn)雙向插入——這種技術(shù)現(xiàn)在只能識(shí)別一個(gè)方向，如果搞錯(cuò)，便無(wú)法順利插入插口。當(dāng)初之所以采用這種設(shè)計(jì)，是為了盡可能地降低生產(chǎn)成本：畢竟，當(dāng)時(shí)沒有幾個(gè)人相信他的理念能夠普及開來(lái)。