Объяснение USB Power Delivery: что вам нужно знать о повсеместной зарядке

Быстрая зарядка — это находка, когда наши гаджеты разряжаются. Однако сегодня существует множество стандартов быстрой зарядки, что затрудняет выбор подходящего зарядного устройства. Кроме того, хотя большинство гаджетов исторически поставлялись с адаптером в коробке, многие производители теперь просят вас принести свой собственный. К счастью, USB Power Delivery (USB PD) — это универсальная спецификация зарядки, которая позволяет вам вообще обойти фрагментированный рынок зарядных устройств.

Вот все, что вам нужно знать о USB Power Delivery и о том, что это значит для ваших гаджетов.

Когда 100% не 100%: Сколько времени действительно нужно, чтобы полностью зарядить телефон?

Подача питания через USB: что вам нужно знать

USB Power Delivery — это распространенный стандарт быстрой зарядки, который может быть реализован во всех гаджетах с питанием от USB. USB PD фактически существует с 2012 года, примерно в то же время, когда был представлен порт USB-C. До этого единственным универсальным вариантом была (значительно более медленная) спецификация USB Battery Charging.

Современные порты USB-C — сложные звери, которые фактически поддерживают несколько уровней зарядки. И это до того, как производители добавят собственные возможности.

Начнем с того, что все порты USB поддерживают базовый уровень зарядки всего 5 В и ток до 500 мА, а более современные порты поддерживают 5 В и ток 900 мА. Это основано на устаревшей поддержке и очень медленно заряжает все гаджеты, кроме большинства маломощных. Порты USB-C можно настроить на 5 В, 1,5 А и 3 А для мощности до 15 Вт, что немного быстрее, но все же довольно медленно по сравнению с другими стандартами быстрой зарядки.

USB Power Delivery намного мощнее, поддерживая мощность до 240 Вт для зарядки даже самых требовательных гаджетов, таких как ноутбуки. Это также безопаснее, так как гаджеты и зарядные устройства связываются друг с другом через USB-кабель, чтобы подтвердить оптимальный уровень мощности зарядки. Этот подход к подтверждению связи поддерживает шаги напряжения 5 В, 9 В, 15 В, 20 В и выше для выходной мощности в диапазоне от 0,5 Вт до 240 Вт.

Более новый стандарт USB Power Delivery Programmable Power Supply (USB PD PPS) также поддерживает настраиваемое напряжение, обеспечивая более оптимальную зарядку. Если два устройства не могут передать подходящее правило питания, USB Power Delivery по умолчанию использует следующий вариант питания, поддерживаемый соответствующим протоколом USB, например USB-C 1.5A.

USB Power Delivery теперь широко используется для быстрой зарядки смартфонов, ноутбуков и других гаджетов. Примеры включают всю линейку телефонов Google Pixel, а также iPhone и MacBook от Apple. Даже сверхбыстрая зарядка Samsung основана на USB PD PPS.

Огромное количество других смартфонов также поддерживают этот стандарт, часто в дополнение к их более быстрым проприетарным стандартам. Например, многие смартфоны OnePlus поддерживают зарядку мощностью от 18 до 27 Вт через USB PD. Это в дополнение к собственной технологии Warp Charge или SuperVOOC от Oppo.

Необходим ли USB Type-C для подачи питания?

Хотя первая версия Power Delivery технически работала со стандартными портами USB Type-A, очень немногие устройства поддерживали эту функцию. В наши дни вы обнаружите, что большинство устройств, использующих Power Delivery, используют USB Type-C или USB-C на обоих концах. Именно поэтому большинство смартфонов в наши дни поставляются с кабелями USB-C на USB-C в комплекте. Вы по-прежнему можете использовать кабель Type-A-USB-C для зарядки, но ожидайте более медленных скоростей.

Сравнение версий USB Power Delivery

Теперь, когда USB Power Delivery находится в третьей версии, стандарт разбит на устройства с немного разными возможностями. Хотя современные версии стандарта обратно совместимы со старыми гаджетами и зарядными устройствами.

USB PD 1.0 был немного проще, чем современная версия. Он просто предлагал шесть фиксированных профилей мощности для разных категорий устройств. Эта версия поддерживает исключительно мощность 10 Вт (5 В, 2 А), 18 Вт (12 В, 1,5 А), 36 Вт (12 В, 3 А), 60 Вт (12 В, 5 А), 60 Вт (20 В, 3 А) и 100 Вт (20 В, 5 А). Это нормально, но не совсем гибко для широкого спектра гаджетов, в том числе для небольших аккумуляторов смартфонов, которые предпочитают зарядку с более низким напряжением.

Более современные варианты USB Power Delivery 2.0 и 3.0 отказываются от фиксированных профилей в пользу более гибких правил питания. Эти правила сохраняют фиксированные скобки напряжения, но допускают более широкий диапазон согласованных уровней тока. Конечным результатом является стандарт, который лучше подходит для широкого спектра устройств. USB Power Delivery 3.0 также расширяет протокол связи для поддержки таких функций, как состояние батареи, повышенная безопасность и быстрая смена ролей.

Большинство современных смартфонов используют спецификации USB Power Delivery 2.0 и 3.0. Мощность от 25 до 30 Вт вполне типична для смартфонов, в то время как современные ноутбуки потребляют от 65 до 100 Вт. В последней версии 3.1 в конечном итоге появятся устройства с зарядкой 140 Вт, 180 Вт и 240 Вт.

Смотрите также: Руководство покупателя по лучшим аксессуарам для зарядки телефона

Объяснение программируемого источника питания USB PD (PPS)

Несмотря на улучшения в USB Power Delivery 2.0 и 3.0, они все еще не полностью соответствуют гибким требованиям очень быстрой зарядки. Скорость зарядки аккумулятора чувствительна к определенному напряжению и изменяется в зависимости от текущего заряда аккумулятора. Установленные напряжения 5 В, 9 В, 15 В и 20 В в стандартной спецификации не идеальны для оптимальной быстрой зарядки.

Версия USB Power Delivery 3.0, выпущенная в 2018 году, также ввела в стандарт протокол программируемого источника питания. USB PD PSS намного более гибок, позволяя настраивать уровни напряжения с очень маленьким шагом 20 мВ. В сочетании с алгоритмами связи между устройством и зарядным устройством и контролем напряжения можно согласовать идеальное напряжение и даже изменить его во время зарядки. Это делает USB PD PPS гораздо более подходящим для быстрой зарядки, чем стандартный протокол USB PD.

Как более новая часть стандарта, поддержка USB PD PPS ограничена несколькими гаджетами и аксессуарами для зарядки в 2021 году. Поддержка начинает расти, особенно на рынке зарядных устройств, но последняя спецификация создает несколько головных болей для потребители. Например, серию Samsung Galaxy S23 можно быстро заряжать только при полной мощности 45 Вт с помощью зарядных устройств USB PD PPS. В противном случае потребители застряли с более медленными 18 Вт при использовании стандартного USB PD.

Смотрите также: Что такое быстрая зарядка Qualcomm?

Как быстро заряжается USB PD?

Учитывая переменный характер зарядки USB PD и широкий диапазон емкостей аккумуляторов, невозможно указать точную скорость для стандарта. В целом, телефоны с большой емкостью аккумулятора полностью заряжаются с помощью 18 Вт USB Power Delivery чуть более чем за час. Ноутбуки большой емкости, использующие зарядку мощностью 65 Вт, могут заряжаться за час или два.

В отличие от ноутбуков, смартфоны обычно не любят использовать высокое напряжение для зарядки аккумуляторов. Как правило, быстрая зарядка смартфона использует 5 В или 9 В и большие токи для зарядки аккумулятора. Например, технология зарядки OnePlus мощностью 65 Вт использует зарядку 10 В и 6,5 А, а вариант 40 Вт от HUAWEI использует аналогичные 10 В и 4 А. Имейте в виду, что обе эти технологии являются проприетарными.

9 В — это ближайшая настройка напряжения USB PD, которая ограничена гораздо более медленной максимальной мощностью 27 Вт. Большинство смартфонов с USB Power Delivery, которые мы видели, на самом деле также не используют полные 3 А, ограничивая их мощность 18-20 Вт.

Запатентованные технологии еще больше раздвигают границы: OPPO дразнит 240 Вт, а Xiaomi уже предлагает зарядку на 120 Вт. Тем не менее, в любом случае есть убывающая отдача с точки зрения энергопотребления по сравнению со временем зарядки. Около 40 Вт достаточно для быстрой зарядки смартфона.

Потребительское удобство и экологический аргумент

Хотя скорость зарядки является важным фактором при разработке USB Power Delivery и, в частности, PPS, она не является основной целью разработки. USB PD создавался как единый стандарт для питания широкого спектра USB-гаджетов. Таким образом, снижается потребность в фирменных портах, разъемах и штекерах.

Прежде всего, это должно упростить потребителям простое подключение и зарядку. Электронные отходы от старых зарядных устройств и кабелей представляют собой растущую проблему не только для свалок, но и как утечку драгоценных металлов и других ограниченных ресурсов. У потребителей и производителей есть веские экологические причины для использования унифицированной технологии зарядки, такой как USB Power Delivery.

Бренды смартфонов, удаляющие зарядные устройства из коробки, сегодня могут быть спорным решением, особенно потому, что у потребителей не обязательно есть совместимое зарядное устройство USB PD PPS. Но в долгосрочной перспективе мы можем не обращать внимания на отсутствие зарядных устройств в комплекте, поскольку все наши гаджеты быстро заряжаются от уже имеющихся розеток. Во всяком случае, это теория.

Нужны предложения? Лучшие настенные зарядные устройства USB с несколькими портами