Бързи връзки
Бързото зареждане е божи дар, когато батериите на съвременните смартфони и ултрабуци се изтощят, а както знаем, в днешно време това става ежедневно. Въпреки това, огромният набор от стандарти и накрайници за зареждане, както маркови, така и лицензирани, затруднява да се знае точно каква скорост на зареждане ще получите, когато използвате зарядно устройство на трета страна. Това означава, че всички технологични уреди обикновено се продават със собствени адаптери, за да се гарантира, че се зареждат бързо.
USB Power Delivery (USB PD), най-новата официална спецификация за зареждане от USB Promoters Group, има за цел да поправи всичко това.
USB Power Delivery е универсална спецификация, създадена като общ стандарт за бързо зареждане, който може да бъде внедрен във всички USB джаджи. USB PD всъщност съществува от 2012 г., приблизително по същото време, когато беше представен USB-C портът. Да, наистина мина толкова време, въпреки, че не ви се вярва.
Power Delivery е заместител на по-старата спецификация за зареждане през USB (USB BC), предназначена да допълни основните спецификации за захранване през USB порт. USB Power Delivery вече е в третата си ревизия (и по-точно USB PD 3.1), предлагайки още по-конфигурируеми възможности на захранване за оптимално бързо зареждане.
USB Power Delivery – това, което трябва да знаете
Съвременните USB-C портове са сложни устройства и всъщност поддържат няколко нива на зареждане. И това е преди производителите да добавят свои собствени разработки на базата на общия стандарт.
Като начало, всички USB портове поддържат основно ниво на зареждане само при 5V и до 500mA, като по-модерните портове поддържат 5V и 900mA ток. Това се основава на наследена поддръжка и е много бавно за зареждане на всички съвременни смартфони, с изключение на най-семплите модели.
USB-C портовете могат да бъдат конфигурирани с 5V 1.5A и 3A за до 15W мощност, което е малко по-бързо, но все пак доста бавно в сравнение с други стандарти за бързо зареждане.
USB Power Delivery е много по-мощен, поддържа до 100 W мощност за зареждане дори на най-взискателните електроники като ултрабуци и лаптопи. Освен това е по-безопасно, тъй като всяко устройство и зарядното комуникират помежду си през USB кабела, за да потвърдят оптималното ниво на мощност на зареждане. Този подход за „ръкостискане“ поддържа стъпки на напрежение при 5V, 9V, 15V и 20V за изходна мощност от 0,5W до 100W.
Новият стандарт USB Power Delivery Programmable Power Supply (USB PD PPS) също поддържа конфигурируеми напрежения, което позволява по-оптимално зареждане. Ако две устройства не успеят да съобщят подходящо правило за захранване, USB Power Delivery ще използва по подразбиране следващата опция за захранване, поддържана от съответния USB протокол, като USB-C 1.5A.
USB Power Delivery вече често се използва за бързо зареждане на смартфони, лаптопи и други джаджи. Примерите включват цялата гама от телефони Google Pixel , гамата смартфони на Samsung Galaxy S и iPhone, MacBook на Apple и някои модели от XPS серията на Dell. Огромна гама от други смартфони също поддържат стандарта, често в допълнение към техните по-бързи собствени стандарти.
Сравнение на версиите на USB Power Delivery
Както по-горе споменахме, USB Power Delivery сега е в третата си ревизия, като стандартът е разбит на устройства с малко по-различни възможности. Положителното е, че съвременните версии на стандарта са обратно съвместими с по-стари джаджи и зарядни устройства.
USB PD 1.0 беше малко по-окастрен от съвременната версия. Той просто предлага шест фиксирани профила на мощност за различни категории устройства. Тази версия поддържа изключително мощност 10W (5V, 2A), 18W (12V, 1.5A), 36W (12V, 3A), 60W (12V, 5A), 60W (20V, 3A) и 100W (20V, 5A). Това е добре, но не е точно гъвкаво за широка гама от джаджи, включително малки батерии за смартфони, които предпочитат зареждане с по-ниско напрежение.
По-модерните варианти на USB Power Delivery 2.0 и 3.0 премахват фиксираните профили в полза на по-гъвкави правила за захранване. Тези правила запазват фиксирани граници на напрежението, но позволяват по-широк диапазон от договорени нива на ток. Крайният резултат е много по-гъвкав стандарт, който е по-подходящ за широк спектър от устройства. USB Power Delivery 3.0 също така разширява комуникационния протокол, за да поддържа функции като състояние на батерията, подобрена сигурност и бърза смяна на зареждането.
| USB PD мощност | Фиксирано напрежение | Текущ диапазон | Примерни устройства |
| 0,5 – 15W | 5V | 0,1 – 3,0 А | Слушалки, малки USB аксесоари |
| 15 – 27W | 9V | 1,67 – 3,0 А | Смартфони, камери, дронове |
| 27 – 45W | 15V | 1,8 – 3,0 А | Таблети, малки лаптопи |
| 45 – 100W | 20V | 2.25 – 3.0A 3.0 – 5.0A само със специален кабел | Големи лаптопи, дисплеи |
Повечето съвременни смартфони използват спецификацията USB Power Delivery 2.0 или 3.0, поне под някаква форма. 18W мощност е доста типична за смартфони и около 60W за лаптопи.
PPS с USB захранване
Въпреки подобренията с USB Power Delivery 2.0 и 3.0, те все още не са напълно пригодени за гъвкавите изисквания за много бързо зареждане. Скоростта на зареждане на батерията е чувствителна към специфични напрежения и това се променя в зависимост от текущия заряд на батерията. Зададените напрежения от 5V, 9V, 15V и 20V в стандартната спецификация не са идеални за оптимално бързо зареждане.
Ревизията на USB Power Delivery 3.0, издадена през 2018 г., също въведе протокола за програмируемо захранване (PPS) в стандарта. USB PD PSS е много по-гъвкав, позволявайки конфигурируеми нива на напрежение при много малки гранулирани стъпки от 20mV. В комбинация с комуникация между устройството и зарядното му и алгоритми за зареждане с контрол на напрежението, идеалното напрежение може да бъде договорено и дори променено по време на зареждане. Това прави USB PD PPS много по-подходящ за бързо зареждане от стандартния USB PD протокол.
Като по-нова част от стандарта, поддръжката за USB PD PPS е ограничена само до няколко джаджи и аксесоари за зареждане през 2021 г. Поддръжката започва да расте, особено на пазара на зарядни устройства, но най-новата спецификация води до някои проблеми за потребителите.
Например, серията Galaxy S21 на Samsung може да се зарежда бързо само с пълните си 25 W мощност с помощта на USB PD PPS зарядни устройства. В противен случай потребителите остават с по-бавните 18W, когато използват стандартен USB PD.
Колко бързо се зареждат устройствата с USB PD?
Като се има предвид променливият характер на USB PD зареждането и широката гама от капацитети на батерията, е невъзможно да се даде точна скорост за стандарта. Най-общо казано обаче, телефоните с голям капацитет на батерията се зареждат от 0 до 100% чрез 18W USB Power Delivery за малко повече от час. Лаптопите с голям капацитет, използващи 60W зареждане, могат да загубят за зареждане до 2 часа.
За разлика от лаптопите, смартфоните обикновено не „обичат“ да използват високо напрежение за зареждане на батериите си. Обикновено бързото зареждане на смартфон използва 5V или 9V и високи токове за зареждане на батерията. Например, технологията за зареждане 65W на OnePlus използва 10V и 6.5A зареждане, а опцията на Huawei 40W използва подобни 10V и 4A. Въпреки че и двете са собствени технологии.
9V е най-близката настройка за USB PD напрежение, която е ограничена до много по-бавна максимална мощност от 27W. Повечето смартфони с USB Power Delivery, които сме виждали, всъщност също не използват пълния 3A, ограничавайки мощността си до 18-20W. Ето защо най-бързо зареждащите се телефони все още са базирани на собствени технологии за зареждане.
USB PD PPS е по-обещаващ за универсално бързо зареждане. Серията Samsung Galaxy S21 се зарежда бързо при 25W с настройка на напрежението 9.5V PPS. Samsung всъщност внедри 45W USB PD PPS зареждане и в своя Galaxy Note 10 Plus , така че е технически възможно да се използва бързо зареждане с този стандарт. Въпреки това, Samsung не е сметнал за подходящо да продължи с толкова висока мощност, вероятно защото по-бързото зареждане е по-трудно за батерията на телефона.
Собствените технологии разширяват границите още повече, като Oppo показва 100W, а Xiaomi 120W зареждане, които вече са внедрени в смартфон. USB PD и PPS е малко вероятно да се конкурират с тези скорости без допълнителни ревизии, но все пак има намаляваща възвръщаемост по отношение на консумацията на енергия спрямо времето за зареждане. Около 40 W е достатъчно за супер бързо зареждане на смартфон.
Удобство за потребителите и екологичен аргумент
Въпреки че скоростта на зареждане е важен фактор в развитието на USB Power Delivery и по-специално на PPS, това не е основната цел на този стандарт. USB PD е създаден като единен стандарт за захранване на широка гама от USB джаджи, като основна положителна характеристика е, че по този начин се намалява нуждата от отделни портове, конектори и адаптери за всяка марка.
На първо място, това трябва да улесни потребителите просто да включват и зареждат. Положителният страничен ефект е, че производителите няма да има нужда да включват ново зарядно устройство с всяко ново устройство. Електронните отпадъци от стари зарядни устройства и кабели са нарастващ проблем, не само за депата, но и като изразходване на благородни метали и други ограничени ресурси. Има сериозни екологични причини потребителите и производителите да приемат унифицирана технология за зареждане като USB Power Delivery.
