愛迪生的復仇:USB或將引發供電革命(圖)


USB或將引發供電革命

【看中國2013年10月28日訊】在交流電一統天下的今天,直流電卻在悄悄醞釀著一場革命,而其中的關鍵則是早已司空見慣的USB技術。這不僅會給供電行業帶來一場革命,還將更好地提升用電效率,甚至推動物聯網的發展。

種類繁多的線纜、互不兼容的接頭、各式各樣的適配器曾經是旅行者們的一塊心病。但USB的出現拯救了他們。多數手機和小型電子設備都可以通過一根能直接插在電腦或適配器上的USB線來充電。全世界正在使用的這種線纜大約有100億條。酒店、機場、汽車和新的建築,越來越多的地方都開始將USB插口作為標準的電源配置。

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備供電。從長期來看,這將改變家庭和辦公場所的用電方式,不僅可以節約成本,還能提升效率。

就連USB的發明人、英特爾工程師阿傑伊•巴特(AjayBhatt)也沒有想到這種技術能擁有如此的能量。他當初開發這種介面的主要目的地,是為了減少外設與電腦連接時的複雜步驟。鍵盤、滑鼠、音箱等各種外設都需要不同的線纜,通常還要安裝不同的驅動程序。USB的主要任務則是幫助電腦和設備展開「溝通和談判」。

巴特沒有想到,他就此創造了一套全新的充電系統。儘管USB目前的充電能力最高只能達到10瓦,勉強夠iPad等設備使用,但它早已經成為手機、電子閱讀器和其他小型電子設備的默認充電方式。有些手機製造商在銷售時已經不再提供電源適配器。一些較有創意的發明人還推出了用USB供電的風扇、迷你冰箱和玩具火箭發射器。

明年的新標準名為USBPD,可以為這種技術帶來更大的靈活性,將充電能力擴大為目前的10倍:最高可達100瓦。西蒙•丹尼爾(SimonDaniel)是科技公司Moixa的創始人,他目前就在倫敦的辦公室裡用加強版USB插口的原型產品為筆記本電腦充電。辦公室裡的低電壓LED檯燈也使用了同樣的線路。電腦顯示器、印表機和台式機同樣如此。只有微波爐、熱水壺等耗電大戶才使用傳統電源。

潮流逆轉

這可能預示著一場更大的變革,有可能引發直流電的復興,使之成為越來越多低壓家用和辦公設備的充電首選。自從尼古拉•特斯拉(NikolaTesla)擊敗了托馬斯·愛迪生(ThomasEdison)後,直流電在電子世界中的地位長期受到交流電的壓制。特斯拉的勝利有很多原因,但其中之一是因為這種技術在當時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。

但潮流或許即將逆轉。將交流電變成直流電需要對晶體管(這是所有電子設備的心臟)供電,這種方式卻十分繁瑣,最常見的方式是藉助電源適配器。這些隨處可見的小盒子現在已經很廉價、很輕巧,但效率通常不高,會把電轉化成熱。而且這種設備無論晝夜、無論電價高低,都會不停地運轉。所以,更好的方式是鋪設丹尼爾使用的那種直流電網路,以供所有的家用和辦公電子設備使用。

於是,USB線便有了更大的用武之地。它們既能傳輸直流電,也能傳輸數據。這意味著它可以在供電設備和耗電設備之間設定優先順序。例如,當筆記本正在給手機充電時,「電腦可以說,‘我現在需要啟動硬碟,所以接下來的10秒鐘不要充電。’」巴特說。而擁有可變電壓和更大功率的新標準則帶來了更多的可能性,甚至引入了一些新功能:讓電流向任意方向流動。

這又帶來了另外一項優勢。低壓直流電網可以很好地兼容太陽能電池板。後者可以在不同的時間產生不同量的直流電,而且價格越來越便宜,甚至能直接安裝到窗戶或屋頂上。雖然要把太陽能輸送到交流電網並不容易,但這種能源模式卻很適合低壓本地直流電網。當太陽光照強烈時,便可以幫助你給所有的筆記本、手機和電子設備充電。

優勢眾多

這種模式可以給各個家庭或辦公室帶來好處。如果網路中有接入主電網的大型中央電池,在電價較便宜的夜間自我充電,效果還會更好。但真正的優勢會在多棟建築的直流電網整合時顯現出來。將各種供給、需求和存儲匯總起來,便可以變身為一個「智能電網」——一套比現有的模式更靈活、更節約的供電系統。
緊急服務規劃師很喜歡這個想法:在供電中斷時,手機等設備便至關重要。傳統電網的管理者也很歡迎任何能夠拉平峰值用電量的技術。

丹尼爾的公司已經在英國建起了十幾個原型產品,一個位於倫敦的一家劇院,一個位於濱海紹森德的某個社區。他們還在捷克共和國的Nupharo科技園建立了另一個項目。那裡本月還召開了一次會議,探討如何將低壓直流電網部署到難以接入交流電網的貧窮國家。能夠存儲太陽能,並提供手機充電和夜晚照明的系統,都將吸引巨大的需求。

電學愛好者更是感到無比振奮。低壓直流電很便宜、很安全,也很環保。大型科技公司也在開發各種晶元來適應新的標準。英特爾高管布拉德•桑德爾斯(BradSaunders)表示,第一款USB PD設備將於2014年面市,並在2015年大面積推出。匹茲堡大學斯旺森工程學院的格裡戈利•裡德(GregoryReed)認為這種新的USB標準將帶來一場革命。他表示,擁有大批伺服器的大型數據中心已經開始使用直流電路,家庭和辦公場所也將跟進。

這一變革正值「物聯網」模式持續發酵之際。這種技術希望讓各種設備和電子產品都能通過更加智能的方式展開自動溝通。這意味著很多新設備不僅需要電力供應,還要具備數據傳輸能力,而新的USB標準則可以同時滿足這兩個要求。

在20年前發明USB的巴特同樣欣喜若狂。他的下一個計畫是讓USB介面能夠實現雙向插入——這種技術現在只能識別一個方向,如果搞錯,便無法順利插入插口。當初之所以採用這種設計,是為了儘可能地降低生產成本:畢竟,當時沒有幾個人相信他的理念能夠普及開來。


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