USB PD FRS 指的是 Fast Role Swap（快速角色切換），這是 USB Power Delivery（USB PD）3.0 規範中引入的一項功能，目的是在 供電角色（Source）和受電角色（Sink） 之間進行切換時，避免設備斷電。
✅ FRS 是什麼？
一般情況下，兩個 USB PD 裝置進行供電角色切換時（例如：筆電從「充電你的手機」切換成「被手機充電」），過程中會有 瞬間斷電。
FRS 的作用是將斷電時間縮短至 150 微秒以下，確保連接的負載（如 USB 集線器或顯示器）不中斷運作。
✅ 什麼時候會用到 FRS？
在 雙角色供電裝置（DRP, Dual Role Power） 的場景，例如：
筆電 既能充電，也能被充電。
- 智慧手機 能當行動電源。
- USB-C Hub/Dock 需要持續供電給外接裝置。
- 特別是在 短暫掉電會造成問題 的場合（例如螢幕閃爍、裝置重啟）。
✅ 工作原理
當現有的 供電端 (Source) 偵測到即將失去供電（如 AC 電源拔掉），會發出 FRS 訊號。
受電端 (Sink) 立即切換成 新的供電端 (Source)，保持電力不中斷。
切換過程幾乎瞬間完成，遠快於正常的角色切換流程。
✅ 技術細節
- 規範於 USB PD 3.0。
- 切換延遲：約 150 微秒 (μs)。
- 需要 USB-C 控制器與 FRS 支援的電源切換電路。
✅ 應用範例
筆電透過 USB-C Dock 充電，Dock 同時供電給外接螢幕與周邊。
當 Dock 的電源被拔掉，如果沒有 FRS，周邊會瞬間斷電並重啟。
有了 FRS，筆電立即轉為供電端，周邊保持運作不中斷。
1. FRS 工作原理示意圖（結構描述）
[ 原本 Source (供電端) ] ----> [ 原本 Sink (受電端) ]
| |
| 正常情況：電力由左到右 |
↓ ↓
角色切換後（FRS）：右邊變 Source，左邊變 Sink
流程：
原本 Source 供電給 原本 Sink。
AC 拔掉或供電中斷 → FRS 訊號 發出。
Sink 立即變成 Source，持續供電，時間 < 150 μs。
2. 支援 USB PD FRS 的控制晶片
以下常見晶片支援 FRS（大多數符合 USB PD 3.0）：
Texas Instruments (TI)
TPS25750（USB PD 控制器，支援 FRS）
TPS65987D
STMicroelectronics
STUSB1602
Cypress / Infineon
CYPD3177
Onsemi
FUSB302（部分版本）
NXP
PTN5150
這些晶片通常與 USB-C 介面配合，用於 Hub、Dock、筆電等產品。
3. FRS vs 一般 Role Swap 的速度比較
| 類型 | 切換時間 | 應用場景 |
|---|---|---|
| 一般 Role Swap | 30~150 毫秒(ms) | 手機當行動電源、筆電充手機 |
| Fast Role Swap | <150 微秒(μs) | Dock/HUB 不中斷供電、顯示器 |
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