Что такое технология USB Power Delivery (PD)? Объяснение USB-PD и её типов.

Подача питания через USB (PD) Эта технология позволяет устройству взаимодействовать с зарядным устройством и кабелем для определения своих потребностей в энергии, обеспечивая безопасную, быструю и эффективную зарядку. Ключевое отличие заключается в том, что она обеспечивает более высокую пропускную способность по сравнению с традиционными методами зарядки через USB. Кроме того, она может быть интегрирована. USB-PD Технически, в любом порту. USB-C Если производитель того пожелает.

Даже особые стандарты доставки таких компаний, как OnePlus وXiaomi وApple Он не может сравниться с абсолютной универсальностью USB-PD. Однако существуют уровни USB-PD, и не каждое устройство, поддерживающее его, поддерживает один и тот же тип подачи питания. Поэтому давайте разберемся, как работает USB-PD.

Как работает USB PD?

Если у вас более новая модель смартфона, вы, вероятно, заметили, что она заряжается намного быстрее, чем старые модели. Это, скорее всего, связано с технологией USB-PD и её способностью самостоятельно настраивать выходное напряжение, в отличие от более старых протоколов.

Возможно, вы уже знакомы с USB Это наиболее распространенный тип протокола связи, но с точки зрения энергопотребления технология... USB аккумулятор ЗарядкаПредыдущий стандарт USB-PD отставал от других. Со временем нам также понадобился способ заряжать наши устройства быстрее, безопаснее и эффективнее. Именно здесь на помощь пришла технология USB Power Delivery.

Чтобы понять эту концепцию, сначала нужно узнать, что это такое. энергия.

Проще говоря, Энергия — это Ток × Напряжение питания (P=IV)Таким образом, при использовании PD значения тока и напряжения регулируются для обеспечения необходимого количества энергии. Это «необходимое количество» определяется путем согласования параметров электропитания между зарядным устройством и устройством.

Зарядное устройство начинает работу с отправки на устройство сигнала малой мощности. Устройство отвечает, получая питание на максимальной мощности. Затем зарядное устройство регулирует выходное напряжение и ток в соответствии с потребностями устройства.

Это делается для обеспечения безопасного процесса доставки и во избежание проблем с совместимостью.

Если говорить приблизительно, ваш телефон, скорее всего, зарядится более чем на... 15 Вт По крайней мере, если он поддерживает какую-либо технологию быстрой зарядки. Что касается зарядки аккумулятора через USB, то он поддерживает максимальную емкость. 5 ولت и 0.9 амперЧто приблизительно эквивалентно 4.5 Вт Из энергии.

Именно поэтому USB Type-C часто используется вместо Type-A или Micro USB, поскольку он обеспечивает доступ к различным устройствам. 3 ампер, С участием 5 ولتВ качестве альтернативы он может использовать 1.5 ампер Приложив те же усилия. А благодаря технологии PD ваше устройство (если она поддерживается) сможет достичь... 240 Вт!

Роль разъема USB Type-C в USB PD

USB PD и USB Type-C часто путают или используют как синонимы, но на самом деле это две разные технологии. USB PD — это протокол, который позволяет устройствам согласовывать необходимое им количество энергии, в то время как USB Type-C — это просто стандарт разъема. Он используется для обеспечения работы USB-PD.

Таким образом, хотя технология USB PD использует порт USB Type-C, Не все разъемы USB Type-C поддерживают USB PD.Это означает, что если вы хотите воспользоваться преимуществами высокой скорости зарядки, обеспечиваемой USB PD, вам необходимо убедиться, что и ваше устройство, и зарядное устройство поддерживают USB PD.

С другой стороны, USB Type-C обладает следующими преимуществами.Возможность обратной зарядкиЭто означает, что он может передавать сигналы в обоих направлениях. Это делает его более практичным, поскольку вы можете использовать его для питания портативного SSD через телефон или даже для зарядки телефона, подключив его к другому устройству. Однако есть и другие нюансы, например, производители могут ограничивать некоторые возможности USB-PD, поэтому ваш опыт может отличаться.

Типы USB PD

Стандарт USB-PD быстро развивался, обеспечивая быструю и эффективную зарядку устройств. Однако важно отметить, что не все устройства реализуют PD одинаково, отсюда и многочисленные изменения, внесенные за эти годы.

было USB PD 1.0 Поворотный момент, когда он мог бы обеспечить до 100 Вт (20 вольт при 5 амперах)Это значительный шаг вперед по сравнению с традиционными спецификациями питания USB. Уровни мощности определяются в процессе согласования между устройством и зарядным устройством и не привязаны к фиксированным значениям напряжения и тока, как предполагалось ранее.

Развитие событий в USB PD 2.0 и 3.0 В первую очередь, это касается функций управления питанием. Система предоставляет более подробную информацию о заряжаемом устройстве, например, сообщает о слишком высокой температуре батареи или о превышении ожидаемых значений напряжения или тока. Эти улучшения значительно повысили безопасность и эффективность зарядки.

Однако эффективность этих обновлений зависит от совместимости вашего устройства и зарядного устройства. Хотя верно, что все преимущества конкретной версии PD могут быть реализованы только в том случае, если и устройство, и зарядное устройство поддерживают эту версию, технология USB PD была разработана именно с учетом этого. Обратная совместимость.

Это означает, что устройство, поддерживающее, например, PD 3.0, по-прежнему может заряжаться с помощью зарядного устройства PD 2.0 или 1.0, хотя и без дополнительных функций управления питанием, которые были введены в более поздних версиях.

Программируемый источник питания USB (USB PPS)

Помните, как мы обсуждали, что USB PD использует набор определенных уровней напряжения? Традиционно эти уровни находились на 5V و9V و15V و20VЭто способствует типичным скоростям зарядки, наблюдаемым в таких устройствах, как... 18W أو 30WНо что, если оптимальная скорость зарядки вашего устройства, например, находится в этих диапазонах? 44W؟

Раньше, с USB PD 2.0, вы были ограничены фиксированными уровнями напряжения, а это означало, что ваше устройство мощностью 44 Вт могло заряжаться только с меньшей скоростью. Однако с появлением... Программируемый источник питания (PPS) Ситуация кардинально изменилась с появлением USB PD 3.0. Технология PPS обеспечивает точный контроль напряжения и тока, позволяя производить регулировки с мельчайшими шагами. 20mV و50mA Благодаря такому точному контролю зарядное устройство может с высокой точностью поддерживать практически любую скорость зарядки в пределах возможностей устройства.

Широкое распространение USB PD с PPS может значительно упростить наши решения для зарядки. Главная цель USB PD — повышение эффективности зарядки при одновременном сокращении электронных отходов. Благодаря использованию PPS, одно зарядное устройство в идеале может питать множество устройств до полной емкости, сводя к минимуму необходимость в нескольких зарядных устройствах для отдельных устройств.

Преимущества USB PD

Итак, что же делает USB PD настолько лучшим вариантом по сравнению с любыми другими стандартами?

1. Повышенный уровень энергии: USB-PD может обеспечить до 240 Вт Благодаря энергии, устройство обеспечивает эффективную зарядку мощных устройств, таких как ноутбуки и игровые приставки.
2. Гибкая регулировка мощности с помощью PPS: Функция программируемого источника питания (PPS) позволяет питать устройство. Запрос на промежуточное напряжение в диапазоне от 15 вольт до максимально доступного постоянного напряжения. От зарядного устройства. Такая гибкость гарантирует, что устройство получит необходимое напряжение для эффективной зарядки, одновременно увеличивая скорость зарядки и снижая тепловыделение.
3. Представляем новые электрические напряжения в USB PD 3.0: USB PD 3.0 добавляет новые стабильные напряжения, такие как: 28 ولت، 36 ولت, و48 ولتЧто обеспечивает до 140 Вт، 180 Вт, و240 Вт Соответственно, по уровню энергии. Хотя эти уровни не применимы к мобильным устройствам, они удовлетворяют потребности устройств с высоким энергопотреблением.
4. Двунаправленный поток энергии: Технология USB PD поддерживает двунаправленный поток энергии, то есть устройства могут как получать, так и подавать питание. Эта возможность позволяет, например, ноутбуку заряжать смартфон через кабель USB Type-C от того же порта, от которого он заряжается.
5. Интеллектуальное управление энергопотреблением: Технология USB PD позволяет каждому устройству потреблять только необходимое количество энергии, что повышает энергоэффективность и предотвращает возможное повреждение устройства.
6. Широкий спектр применения: Технология USB PD не ограничивается мощными устройствами. Она также подходит для маломощных устройств, таких как наушники. Ключевое преимущество здесь — универсальность, исключающая необходимость в отдельных зарядных устройствах для каждого устройства, если оно поддерживает USB PD. Это положительно сказывается на Окружающая среда Это уменьшает ваш углеродный след.

Почему компании перестали разрабатывать технологии сверхбыстрой зарядки?

Производители телефонов постоянно расширяют границы скорости зарядки своих устройств. Кажется, каждые две недели на рынке появляется новый телефон, обещающий зарядку от нуля до полного заряда всего за несколько минут.

топпинг Xiaomi Эта тенденция, благодаря которой она может похвастаться скоростью зарядки в 67 Вт و120 Вт Что касается своих устройств, то Oppo, с другой стороны, раздвигает границы возможного еще дальше, предлагая возможности зарядки, превосходящие ожидания. 200 ВтХотя такие высокие скорости могут показаться преимуществом с точки зрения экономии времени, существует скрытый компромисс между временем автономной работы и скоростью зарядки.

Исследования и практический опыт показали, что зарядка на чрезвычайно высоких скоростях может привести к более быстрой деградации батареи с течением времени. В результате многие компании нашли компромисс в отношении наценки. 50 ВтТакая скорость зарядки достаточно высока, чтобы обеспечить работу устройства в течение целого дня, но при этом достаточно низка, чтобы свести к минимуму долговременное повреждение батареи.

Например, характеристики телефона Ничего не телефон (2) Новая модель с возможностью быстрой зарядки. 45 Вт, то же самое относится к Samsung Galaxy S23 УльтраС другой стороны, новейшая серия iPhone 14 Pro может достичь 35 ВтНо Apple никогда и не славилась стремлением раздвигать границы в этой области.

Аналогичная скорость зарядки

Вы когда-нибудь задумывались, как мы уже упоминали, почему скорость зарядки большинства смартфонов, похоже, изменяется в зависимости от шага зарядки, например...? 15 Вт، 18 Вт، 30 Вт, Или 45 ВтВместо случайного изменения чисел, таких как 17 Вт Или 19 ВтЭта закономерность обусловлена, прежде всего, протоколом USB Power Delivery (USB PD), который работает на определенных уровнях мощности и определяется фиксированными напряжениями и токами.

Однако следует помнить, что фактическая скорость зарядки ограничена уровнями мощности, поддерживаемыми как вашим устройством, так и зарядным устройством.

воздействие на окружающую среду

В настоящее время используются десятки различных стандартов зарядки USB, каждый со своим разъемом и протоколом передачи питания. Такая фрагментация затрудняет их использование потребителями с различными устройствами (например, с зарядным устройством). Samsung Super Fast Charge Ваш телефон не будет работать с совместимым телефоном. Супер VOOC от OppoЭто также приводит к образованию большого количества электронных отходов. Просто взгляните на различия ниже:

Теперь представьте, что вы могли бы сделать все это, используя Одно зарядное устройство PDВ конце концов, он способен обеспечить все виды прилива энергии, упомянутые в таблице.

USB PD также имеет Совместимо со старыми версиями USB.Поэтому вы можете использовать его с устройствами, которые явно его не поддерживают. Подумайте, сколько ресурсов, электронных отходов и денег вы могли бы сэкономить, если бы у вас было одно зарядное устройство для всего.

из-за невезения, Компании не готовы так легко отказываться от прибыли.Даже Apple, крупнейшая в мире компания, много лет назад убрала зарядное устройство из комплекта iPhone, заявив, что поддерживает экологичность своего бизнеса.

Однако это указывает слухи до того как iPhone 15Кто будет использовать? Type-CЭто будет работать только с зарядными устройствами Apple, сертифицированными MFi (Made for iPhone). Это приведет к увеличению количества электронных отходов и подчеркнет негативные последствия подобных хитрых маркетинговых уловок.

Технология USB PD медленно, но неуклонно внедряется всё большим количеством производителей. Мы надеемся, что эта тенденция сохранится, и что USB PD в конечном итоге станет отраслевым стандартом в ближайшие годы.

Часто задаваемые вопросы о USB PD

Безопасна ли технология USB Power Delivery?

Да, технология USB Power Delivery безопасна. Стандарт USB PD включает в себя ряд функций безопасности для защиты устройств и пользователей от вреда. Зарядное устройство и устройство согласовывают количество подаваемой энергии, гарантируя, что устройство не получит избыточного питания.

Как проверить, поддерживает ли мое зарядное устройство технологию USB PD?

Найдите на зарядном устройстве символ «PD». Если он работает с вашим устройством должным образом, значит, и ваше устройство, и зарядное устройство поддерживают эту функцию.

USB PD PPS лучше, чем USB PD 2.0?

Да, технология PPS обеспечивает более точное регулирование напряжения. Это означает, что зарядное устройство может подавать именно то напряжение, которое необходимо устройству, что потенциально приводит к более быстрой зарядке и меньшему выделению тепла. Кроме того, оно поддерживает USB PD 3.0, что позволяет получать больше информации о заряжаемом устройстве.