Универсальная последовательная шина (USB), первоначально разработанная как интерфейс данных с ограниченными возможностями подачи питания, стала основным методом питания и зарядки мобильных устройств. В этой статье мы расскажем о возможностях современных зарядных устройств USB.
Спецификация USB 2.0 позволяет хостам подавать 5 В при 500 мА, что обеспечивает общую выходную мощность 2,5 Вт. USB 3.0 и 3.1 допускают 5 В при 900 мА (4,5 Вт). Сертифицированные хосты и устройства должны ограничивать подачу и потребление энергии этими уровнями мощности по умолчанию.
| Технические характеристики | Макс. Напряжение | Макс. Текущий | Макс. Питание |
|---|
| USB 2.0 | 5В | 500мА | 2,5Вт< /td> |
| USB 3.0 / USB3.1 | 5 В | 900 мА | 4,5 Вт |
| Зарядка аккумулятора через USB (BC) 1.2 | 5В | 1,5А | 7,5Вт |
< tr>Режим тока USB-C (не PD) | 5В | 3A | 15Вт | | USB-C / подача питания (PD) | 20 В | 5A | 100 Вт |
2 Характеристики зарядки аккумулятора через USB
Спецификация зарядки аккумулятора через USB позволяет устройствам потреблять ток, превышающий предел мощности по умолчанию. Первая версия спецификации (BC 1.0) была выпущена в 2007 г., за ней последовала версия 1.1 в 2009 г. и текущая версия BC 1.2 в 2010 г.
В версии BC 1.2 представлены три типа нисходящих портов:
- Стандартный нисходящий порт (SDP) — мощность ограничена мощностью по умолчанию соответствующей спецификации USB (USB 2.0 или USB 3.x)
- Выделенные порты для зарядки (DCP) — подача только питания (без передачи данных) до 1,5 А.
- Порт нисходящего потока для зарядки (CDP) — способен передавать как данные, так и питание до 1,5 А.
3 Текущий режим USB-C®
Порты USB-C без Power Delivery могут выдавать 5 В при 3 А общей мощностью 15 Вт. Этого достаточно для зарядки смартфона примерно за 30 минут и планшета за 2,5 часа.
4 Протокол подачи энергии
USB Power Delivery (USB-PD) — это протокол, который позволяет «поставщику электроэнергии», кабелю и «потребителю энергии» согласовывать уровни тока и напряжения. Поскольку энергия может течь в любом направлении, роль поставщика и потребителя может измениться в любое время.
Этот интеллектуальный протокол зарядки позволяет устройствам согласовывать напряжение, силу тока и направление потока питания и данных по кабелю USB. Переговоры регулируются правилами мощности и предлагают ряд конфигураций напряжения и тока. Например, телефон, которому требуется 18 Вт, может согласовать 9 В и 3 А от источника питания.
USB-PD используется Apple® iPhone®, iPad®, MacBook Pro®, Google Pixel™ и другими смартфонами и портативными устройствами.
Все ли кабели USB-C поддерживают PD?
Да. Все кабели USB-C на USB-C имеют канал конфигурации (CC), необходимый для поддержки связи PD, но не обязательно поддерживают полный диапазон уровней напряжения/тока, указанных USB-PD. Ток пассивного кабеля USB-C ограничен 3 А, поэтому максимальная мощность, которую он может поддерживать, составляет 3 А x 20 В = 60 Вт. Длина пассивного кабеля также ограничена 4 метрами (13 футов). Кабели, поддерживающие подачу питания более 3 А, имеют электронную маркировку и рассчитаны на мощность до 100 Вт (5 А x 20 В).
Все ли порты USB-C имеют одинаковую функциональность?
Нет. Хотя все порты USB-C выглядят одинаково, поддерживаемые ими функции могут сильно различаться. Например, порт USB-C на настенном зарядном устройстве будет заряжать только устройства. Порты на ноутбуках могут различаться по уровню мощности, которую они обеспечивают, и скорости передачи данных. Некоторые порты USB-C для ноутбуков поддерживают только передачу данных, только питание или их комбинацию, поэтому перед покупкой периферийных устройств проверьте характеристики своего компьютера.
Что такое Fast Role Swap?
Спецификация USB Power Delivery 2.0 включает функцию Fast Role Swap (FRS), которая обеспечивает продолжение работы подключенных устройств при отключении питания. Как следует из названия, быстрая смена ролей позволяет поставщику энергии (источнику) быстро и автоматически становиться потребителем энергии (приемником). Например, предположим, что концентратор, выступающий в качестве источника, обеспечивает питание ноутбука и внешнего жесткого диска (HDD), когда он неожиданно отключается от розетки переменного тока. Концентратор сигнализирует другим устройствам, что ему нужно поменяться ролями и стать приемником. Ноутбук, обнаружив сигнал Fast Swap от хаба, переключает свою роль с приемника на источник и начинает подавать питание от своей батареи на хаб и (косвенно) на жесткий диск.
Другие стандарты быстрой зарядки
Чтобы ускорить зарядку устройства, большинство производителей увеличивают силу тока (в амперах) или напряжение, используя один из стандартов быстрой зарядки (например, USB-PD, Qualcomm Quick Charge™) или собственный протокол быстрой зарядки, такой как Samsung. ® Adaptive Fast Charging или Motorola™ Rapid Charging.
Qualcomm Quick Charge™ (КК)
Зарядные устройства, поддерживающие стандарт Qualcomm Quick Charge, позволяют быстро заряжать целый ряд устройств. Текущая версия Quick Charge 5 будет работать с кабелями USB-A, USB-C и Micro USB, но для более мощной зарядки 100 Вт требуется кабель USB-C. QC5 способен заряжать ноутбук USB-C за 2 часа.
Во многих отношениях стандарт QC похож на USB-PD, особенно в использовании протоколов согласования мощности и выборе переменного напряжения. Но в то время как Quick Charge ограничена телефонами и планшетами, использующими систему на кристалле Qualcomm (SoC), USB-PD — это скорее отраслевой стандарт, принятый на широком рынке, включая ноутбуки.
Что будет дальше с зарядкой через USB?
Поскольку все больше устройств интегрируют порты USB Type-C® для передачи данных, ожидайте, что производители также воспользуются преимуществами его мощности и возможностей альтернативного режима. Например, MacBook Air® от Apple поставляется с адаптером питания USB-C мощностью 30 Вт. Pixelbook от Google имеет порт USB-C с обеих сторон, поэтому вы можете одновременно заряжать и подключать внешний монитор.
В настоящее время USB по-прежнему представляет собой запутанный лабиринт спецификаций, скоростей передачи данных, мощности и разрешения видео. Но поскольку USB-C, PD 3.0 и USB4 объединяются в новой линейке ноутбуков и периферийных устройств, которая должна появиться в начале 2021 года, мир с одним портом может появиться не за горами.
Новые зарядные устройства GaN, подобные этому, меньше по размеру и заряжают все, от телефонов до ноутбуков
Если у меня есть зарядное устройство GaN, могу ли я оставить адаптер переменного тока для ноутбука дома?
Вы абсолютно можете. Если на вашем ноутбуке есть порт USB-C, вы можете использовать настенное зарядное устройство GaN для питания и подзарядки ноутбука, а громоздкий адаптер переменного тока оставить дома. Маленькие и легкие настенные зарядные устройства GaN также могут обеспечивать питание для вашего телефона и планшета.
Продукты, упомянутые в этой статье
Зачем покупать у Tripp Lite?
Мы знаем, что у вас есть из чего выбирать. На первый взгляд все они могут показаться одинаковыми. Разница в том, что вы не видите. С Tripp Lite вы получаете надежные инженерные решения, проверенную надежность и исключительное обслуживание клиентов. Все наши продукты проходят строгий контроль качества, прежде чем они поступят в продажу, а независимые испытательные агентства проверяют, соответствуют ли наши продукты последним стандартам безопасности и производительности. Наша приверженность качеству позволяет нам поддерживать нашу продукцию ведущими в отрасли гарантиями и отзывчивым обслуживанием клиентов. Это отличие Tripp Lite.
Терминология USB-зарядки
Хост. В USB-системе есть один Хост, который управляет связью между Устройствами. В спецификациях USB 2.0 и более ранних версиях роли были фиксированными. USB On-the-Go (OTG), USB 3.0 и последующие версии позволяли узлам менять роли с хоста на устройство. Роль хоста иногда называют "источником" из-за ее мощной роли.
Устройство — периферийные устройства, такие как флэш-накопитель, клавиатура и внешний жесткий диск, подключенные к хосту USB. К устройству также можно обращаться по его мощной роли — «приемнику».
Концентратор. Иногда его называют расширителем портов. Концентратор расширяет один USB-порт на несколько портов. Концентраторы имеют один восходящий порт, который подключается к хосту, и несколько нисходящих портов для подключенных устройств.
В спецификации USB-C хосты называются нисходящими портами (DFP), а устройства — восходящими портами (UFP). Эти роли данных определяют направление потока данных.
Кабели USB (универсальная последовательная шина) повсюду. Если вам когда-либо приходилось заряжать что-либо, от смартфонов до планшетов, фотоаппаратов и даже более новых ноутбуков, вам, вероятно, приходилось их использовать. Однако USB-кабели бывают разных форм и размеров, несмотря на то, что многие из них выполняют одни и те же функции. В этом кратком и удобном руководстве мы рассмотрим все различные типы USB-кабелей, доступных на рынке, и приведем несколько примеров их использования.
Что такое USB?
USB – это отраслевой стандарт для подключения, связи и зарядки устройств и аксессуаров. Аббревиатура расшифровывается как Universal Serial Bus. Существуют различные типы USB-кабелей и разъемов, которые мы рассмотрим более подробно ниже.
Другие стандарты USB, которые следует учитывать
Упомянутые выше типы USB охватывают только форму, размер и формат, используемые для подключения устройств и аксессуаров. Не все USB-кабели имеют одинаковую конструкцию, даже если они выглядят одинаково. Например, два кабеля USB-C могут выглядеть одинаково, но иметь разные возможности, например разные скорости зарядки и передачи данных.
Давайте рассмотрим некоторые особенности, о которых следует помнить при выборе следующего USB-кабеля.
USB 1.1:
- Скорость передачи: 12 Мбит/с.
- Максимальная выходная мощность: 2,5 В, 500 мА.
- Направление: от хоста к периферии
USB 2.0:
- Скорость передачи: 480 Мбит/с.
- Максимальная выходная мощность: 2,5 В, 1,8 А.
- Направление: от хоста к периферии
USB 3.0:
- Скорость передачи: 5 Гбит/с.
- Максимальная выходная мощность: 2,5 В, 1,8 А.
- Направление: от хоста к периферии
USB 3.1:
USB 3.2:
USB 4:
Громовержец 3:
- Скорость передачи: 40 Гбит/с.
- Максимальная выходная мощность: 100 Вт.
- Направление: двунаправленное
- Другие функции: видеовыход до 5K, последовательное подключение.
Громовержец 4:
- Скорость передачи: 40 Гбит/с.
- Максимальная выходная мощность: 100 Вт.
- Направление: двунаправленное
- Другие функции: видеовыход до 8K, последовательное подключение.
USB тип A
Разъемы USB Type-A чрезвычайно распространены и, вероятно, в настоящее время будут на одном конце многих USB-кабелей. Вы можете подключать смартфоны, камеры, клавиатуры и другие устройства к компьютерам для передачи данных или подключать их к настенным зарядным устройствам для зарядки этих гаджетов через порт Type-A.
USB тип B
Эти кабели не так распространены и универсальны, как другие в этом списке. Разъемы USB Type-B в основном предназначены для подключения принтеров и сканеров к компьютерам. Они имеют квадратную форму со скошенными внешними углами на верхних концах. Вы все еще можете найти порт USB Type-B на некоторых устройствах, но это становится редкостью.
Мини-USB
Некоторое время назад это был стандарт для различных устройств, но его быстро заменил разъем micro-USB, упомянутый в следующем разделе. Вы найдете его на старых моделях различных гаджетов, особенно на камерах, MP3-плеерах и игровых контроллерах. Как следует из названия, он меньше обычного USB, но больше по сравнению с его преемником.
Микро-USB
Micro-USB получил широкое распространение, но быстро отстает. Разъем micro-USB крошечный, что позволяет производителям выпускать более тонкие устройства. Тем не менее, некоторые сверхдоступные смартфоны даже сейчас оснащены портами micro-USB. Вы все еще можете найти порты micro-USB на некоторых аксессуарах, таких как динамики Bluetooth, беспроводные наушники, подставки для зарядки умных часов и многое другое.
USB-C — новейший лидер среди USB-кабелей. Вы найдете его на большинстве новых устройств, и он обеспечивает более высокую скорость передачи данных, чем предыдущие версии USB. Самым большим преимуществом USB-C является то, что он двусторонний и может подключаться как вверх, так и вниз.
Он стал новым стандартом для мобильных устройств. До всеобщего принятия еще далеко, но это никогда не было так близко, как с USB-C.
В: Какой длины должен быть USB-кабель?
A: Это относительный вопрос. Это зависит от того, какой длины вы хотите, чтобы ваш кабель был. Мы считаем, что все, что превышает шесть футов, обычно немного длиннее, но это здорово, если вам нужно больше свободы передвижения при подключении. Тем не менее, кабели имеют тенденцию терять производительность по мере того, как они становятся длиннее. Разница не всегда значительна, но некоторые стандарты требуют более коротких кабелей. Например, Thunderbolt 4 требует, чтобы кабели были не длиннее двух метров, чтобы работать в полную силу.
В: Можно ли использовать эти USB-кабели с зарядным устройством?
О: С технической точки зрения да, вы можете использовать любое зарядное устройство с кабелем, если оно использует разъем того же типа, поскольку все они обратно совместимы. Более длинный ответ заключается в том, что вам нужно следить за стандартами и спецификациями, чтобы полностью раскрыть потенциал вашего кабеля (и зарядного устройства).Если ваше зарядное устройство его не поддерживает, покупать кабель с максимальной скоростью нет смысла.
В: Могу ли я использовать любой из этих USB-кабелей со своим смартфоном?
О: Опять же, вы сможете это сделать, если используете одно и то же соединение, поскольку эти кабели обратно совместимы. Однако кабели с более низкими характеристиками могут заряжать ваше устройство медленнее и замедлять передачу. Точно так же нет смысла покупать дорогие кабели с первоклассными характеристиками, если ваше устройство их не поддерживает.
Однако использование недорогих кабелей с чем-то вроде планшета или компьютера может быть более проблематичным. Эти устройства часто требуют гораздо большей выходной мощности, которую могут обеспечить не все кабели. В зависимости от вашего устройства кабель может вообще не заряжать его.
В: Какой материал кабеля лучше всего подходит?
О: Пластиковые или резиновые кабели дешевле и работают нормально, но они более подвержены разрывам и быстрее повреждаются. Нам нравятся нейлоновые кабели с двойной оплеткой. Они гораздо более устойчивы и прослужат дольше, даже если они дороже.
Нужна дополнительная помощь в поиске подходящих аксессуаров? Вот список наших любимых аксессуаров для телефонов. Вам также следует ознакомиться с нашим руководством по выбору подходящего зарядного устройства, а также со списком наших любимых аксессуаров для зарядки.
TL; ДР: Если вы на грани ярости и отказываетесь от своего телефона, потому что считаете, что зарядный порт сломан, попробуйте один странный трюк, прежде чем сдаться: ПОЧИСТИТЕ ЕГО ШВЕЙНОЙ ИГЛОЙ! Затем начните периодическую очистку с помощью многоразовой воздушной тряпки и/или магнитных зарядных устройств. 🧲⚡️
Я спас Android-телефон мистера Стаффа Pixel 3 из мусорной корзины выброшенных устройств после того, как он убедился, что порт зарядки USB-C сломан. Зарядный кабель больше не *щелкал* при подключении, наушники тоже не работали, а беспроводная зарядка была мучительно медленной. Введите: я и мое отвращение к слишком частой замене электронных устройств.
Проблема: со временем (в нашем случае буквально годы) всевозможная пыль, ворсинки и прочий мусор застревают и накапливаются внутри зарядного порта телефона. Проблема усугубляется тем, что каждый раз, когда вы подключаете зарядное устройство для телефона или наушники, вы запихиваете дерьмо еще дальше в порт и упаковываете его в непроницаемую Стену дерьма, которая в конечном итоге физически блокирует подключение USB-кабеля к USB. порт зарядки.
Решение: Вычистите дерьмо! Мистер Вещество сначала попробовал зубочисткой и сумел убрать немного дерьма, но недостаточно. Баллоны с воздухом также могут не сработать в этот момент, если стена дерьма слишком глубоко и плотно забита. Увы, именно здесь мистер Штуфф сдался, но здесь вы, дорогой читатель, будете упорствовать! Вот мои советы по Tiff: 💁🏻♀️
- Будь нежным! Будьте осторожны, чтобы не повредить какую-либо часть порта иглой. Вы также можете выключить телефон перед очисткой.
- Игла должна быть тонкой и достаточно длинной, чтобы ее можно было легко ввести в нижнюю часть порта без необходимости вставлять ее внутрь.
- Используйте острие иглы, чтобы ослабить стену дерьма. Будьте настойчивы, поскольку Стена Дерьма может быть очень плотной. Как только дерьмо станет достаточно свободным, выловите его с помощью самой иглы или продуйте баллончиком со сжатым воздухом. Или, что более экологично, многоразовый распылитель воздуха.
- После того, как вы решите, что выложили кучу дерьма, продолжайте! Возможно, впереди еще много дерьма! Я постоянно удивлялся, находя еще больше дерьма после того, как уже получил много кучи дерьма.
- Я понял, что нужно остановиться, когда почувствовал, как острие иглы мягко царапает дно порта всегда вокруг штыря.
Затем насладитесь сладким чувством зарядного кабеля, наконец, *щелкните* обратно в чистый, свободный от дерьма порт. 🎉
Чтобы поддерживать чистоту порта в будущем, (i) периодически используйте многоразовую воздушную тряпку, чтобы мусор не мог скапливаться, или (ii) начните использовать магнитные зарядные кабели, чтобы порт всегда был заглушен, чтобы предотвратить попадание мусора.
Втыкайте их острым концом! Быстро заряжается! Йи-ха! Порт без дерьма! Дерьмо, дерьмо, дерьмо!
И если все это не работает, мне жаль, что ваш порт действительно может быть сломан. 😕
Читайте также:
