Power Delivery — это стандарт быстрой зарядки, который может быстро и без проблем заряжать все устройства с разъемом Type-C. Он пришел на смену популярному, но дорогому стандарту Quick Charge. Но лучше ли он и чем?
Быстрая зарядка PD: Что это?
Что такое быстрая зарядка?
Зарядные устройства постоянно совершенствуются, поэтому заряжать смартфоны, планшеты и ноутбуки стало гораздо удобнее. При этом увеличилась безопасность процесса, так как ЗУ теперь оснащаются всевозможными механизмами защиты, такими как защита от перегрева или скачков напряжения. И если раньше считалось, что быстрая зарядка укорачивает срок жизни батареи, сегодня этот миф разрушен. Она не вредит аккумулятору, если только вы не забываете вовремя снимать гаджет с зарядки.
Стандарт Power Delivery был создан для USB Type-C, и он позволил увеличить скорость восполнения заряда батареи. При этом он совместим со всеми устройствами, имеющим данный разъем. К тому же большинство блоков питания регулируют силу тока, поэтому если телефону нужно 15 Вт для полноценной зарядки, именно столько он и получит. Даже если блок может выдавать мощность 30 Вт.
Уплавнялка в телевизоре – зачем и что это
Первой технологией быстрой зарядки стала Quick charge, ее придумала компания Qualcomm. Именно она смогла увеличить привычную всем силу тока 5 В без каких-либо проблем для заряжаемого устройства. Таким образом, была оптимизирована эффективность процесса зарядки и задействован максимальный предел мощности, которую может потреблять аккумулятор, без негативного воздействия на внутренние цепи.
Конечно, первая версия Quick charge была не безупречна и могла увеличить мощность только до 10 Вт. После различных доработок она увеличилась до 15 Вт, а через несколько лет — до 36 Вт. Этот прорыв позволил миллионам пользователей сократить время ожидания, и теперь гаджет может полностью зарядиться на 100% всего за 30-60 минут.
Сегодня самым лучшим стандартом Qualcomm является версия Quick Charge 3.0 с напряжением 12 В и выходным током 3А. И именно его можно найти в зарядном блоке Baseus Speed Mini QC Quick Charger. Он имеет мощность 20 Вт и весит всего 59 г, что позволяет брать его с собой в дорогу.
Источник: dzen.ru
100 ватт по USB или как работает Power Delivery
Почитав вот этот пост и сопутствующую ему дискуссию, я решил попробовать внести ясность в то, что такое USB Power Delivery и как это работает на самом деле. К сожалению у меня сложилось впечатление, что большинство участников дискуссии воспринимают 100 ватт по USB слишком буквально, и не до конца понимают что за этим стоит на уровне схематики и протоколов.
Итак, кратко – основные пункты:
О кобелях Про кабели
USB Power Delivery работает с шестью типами коннекторов:
- USB 3.0 PD Standard-A USB 3.0 PD Standard-B plug
- USB 3.0 PD Standard-A USB 3.0 PD Micro-B plug
- USB 3.0 PD Micro-A USB 3.0 PD Micro-B plug
- USB 3.0 PD Micro-A USB 3.0 PD Standard-B plug
- USB 2.0 PD Standard-A USB 2.0 PD Standard-B plug
- USB 2.0 PD Standard-A USB 2.0 PD Micro-B plug
- USB 2.0 PD Micro-A USB 2.0 PD Micro-B plug
- USB 2.0 PD Micro-A USB 2.0 PD Standard-B plug
Про порты
После сертификации USB PD порты маркируются следующим образом:
Что такое Smart TV и зачем он? / Самые полезные функции Smart TV
Данное лого информирует о версии USB (2.0 или 3.0 SuperSpeed), а также о профилях электропитания которые поддерживает данный порт. Значение ”I” означает потребляемый профиль, необходимый для полноценного функционирования устройства, а значение «О» то какой профиль порт может предоставить. Примеры маркировки портов:
Физический канал
USB PD определяет принципиальную схему физической организации соединения посредством кабеля следующим образом:
Как видно из схемы, USB PD также требует чтобы и в источнике и в приемнике были реализованы схемы определения падения/скачка напряжения, а так же методы определения разряженной батареи для случаев когда одна из сторон не может запитаться от своего внутреннего источника.
В качестве алгоритмов для определения разряженной батареи предлагаются следующее. Если одна из сторон выставляет сопротивление в 1кОм между экраном и землей, это свидетельствует о том что ее батарея разряжена. В такой ситуации другая сторона берет на себя роль источника и начинает отдавать минимальные 5В, чтобы дать через VBus питание противной стороне и начать обмен сообщениями по протоколу USB PD.
Как уже упоминалось ранее, для обмена сообщениями USB PD протокол использует линию VBus. Ниже приведена блок-схема, определяющая ключевые функциональные элементы передатчика:
И соответственно такая же блок-схема для приемника:
Сериализированная кодировка 4b5b и декодировка 5b4b подразумевает что все данные по шине, кроме преамбулы пакета, передаются пятибитными последовательностями в соответствии c таблицей кодировки, определяемой стандартом. Каждая такая последовательность кодирует либо одну из 16 цифр (0x00..0x0F), либо сигналы начала / синхронизации / сброса и конца пакета. Таким образом передача одного байта занимает 10 бит, 16-битного слова – 20 бит и 32-битного двойного слова – 40 бит и т.д.
Логический канал
USB PD протокол основывается на последовательных парах типа запрос-ответ. Запросы и ответы пересылаются с использованием пакетов. Пакеты состоят из преамбулы (фаза подготовки к передаче), начала пакета SOP (три сигнала Sync-1 и завершающий Sync-2 в кодировке 4b5b), заголовок, 0..N байт полезной нагрузки, контрольной суммы (CRC-32) и сигнала конца пакета (одиночный сигнал EOP):
Как было упомянуто выше, преамбула не кодируется в 4b5b. SOP, CRC и EOP кодируются 4b5b на физическом уровне, заголовок и полезная нагрузка кодируются на уровне логического протокола.
Сброс шины производится путем посылки трех сигналов RST1 и завершающего сигнала RST2, в соответствии с кодировкой 4b5b.
Протокол
Все USB PD сообщения состоят из заголовка и порции данных произвольной длины. Сообщения либо генерируются на уровне логического протокола и затем пересылаются на физический уровень, либо принимаются на физическом уровне и затем пересылаются на уровень логического протокола.
Сообщения бывают двух видов – управляющие (control) и информационные (data).
Управляющие сообщения
Контрольные сообщения состоят только из заголовка и CRC. Количество объектов данных для таких сообщений всегда устанавливается в 0. Типы управляющих сообщений USB PD представлены в таблице ниже:
Отдельно следует упомянуть что поля вида tSourceActivity, tSinkRequest и т.д. — это константы, значения которых глобально заданы самой спецификацией в отдельной главе. Сделано это потому что они определялись опытным путем в результате прототипирования, и найденные оптимальные значения просто подставили в отдельную главу, чтобы не рыскать по всей спецификации.
Информационные сообщения
Что означает тип зарядки PD (Power Delivery), QC (Quick Charge), пояснения
Power Delivery и Quick Charge — это стандарты обмена информацией между зарядным устройством (зарядное устройство для смартфона, зарядное устройство для ноутбука, power bank) и самим устройством. Устройство, получающее питание, сообщает устройству, отдающему питание, какое напряжение ему необходимо для зарядки.
Немного о том, что такое Power Delivery и Quick Charge Когда был изобретен первый USB, он имел всего четыре контакта и был предназначен для передачи информации и питания на устройство, подключенное к USB. USB поддерживал в первоначальной спецификации ток 0,5А и напряжение 5В; в последующем ток нагрузки начал увеличиваться, и можно было найти порты с током 1А или даже 2А.
Но производители телефонов и компьютеров усовершенствовали оборудование, и появилась возможность быстрой зарядки телефона или ноутбука. Но USB на 5 В не мог обеспечить быструю зарядку. При низком напряжении и очень высоком токе порты плавились от высокого тока.
Стало ясно, что необходимо увеличить напряжение зарядки при меньшем токе.
Рассмотрим пример быстрой зарядки телефона от зарядного устройства мощностью 18 Вт. При напряжении зарядки 5 вольт ток, протекающий по проводу, составит 3,6А. Но если ваш телефон поддерживает быструю зарядку 12 В, ток составит всего 1,5 А. Поэтому ноутбуки в основном заряжаются напряжением 20-48 вольт. Но как определить, при каком напряжении заряжать телефон, 5 В или 12 В? Здесь на помощь приходят новые порты USB type C и Lightning от Apple, которые стали поддерживать передачу информации о том, какое напряжение должно выдавать зарядное устройство. Так появились стандарты передачи энергии на устройства — Power Delivery и Quick Charge.
Power Delivery против быстрой зарядки
Power Delivery и Quick Charge отличаются только протоколом связи и алгоритмом зарядки. А начиная с Quick Charge 4 они совместимы с Power Delivery.
Power Delivery — это разработка USB Implementers Forum, разработчика стандартов USB.
Быстрая зарядка — разработка компании Qualcomm
В начале 2010 года разработкой технологии быстрой зарядки гаджетов занималась не только Qualcomm, но и другие компании пытались занять лидирующие позиции в этом сегменте. Существуют и такие протоколы.
- MediaTek Pump Express
- Адаптивная быстрая зарядка Samsung
- Oppo Super VOOC Flash Charge, также известный как Dash Charge или Warp Charge на устройствах OnePlus и Dart Charge на устройствах Realme.
- Huawei SuperCharge
- Anker PowerIQ
- Быстрая зарядка Google
- Motorola TurboPower
Но эти протоколы не получили широкого распространения. Наиболее популярным оказался Power Delivery, который поддерживается многими устройствами, включая некоторые устройства Apple. Quick Charge также используется в основном в некоторых устройствах с процессорами Qualcomm и зарядных устройствах от китайских производителей. Совместимость с протоколом Power Delivery расширила использование Quick Charge.
Как работают функции Power Delivery и Quick Charge
Как я уже говорил, устройство, получающее питание по протоколу PD или QC, сообщает устройству, подающему питание, какое напряжение необходимо для зарядки. Последние протоколы имеют множество функций, включая быструю зарядку и возможность настраивать алгоритм зарядки.
Например, для продления срока службы батареи быстрая зарядка выполняется до 80% емкости батареи, а стандартная зарядка выполняется после достижения 80%. Устройство заряжается через провода, предназначенные для зарядки; контроллер управляет напряжением заряда через отдельные сигнальные провода. Если обратиться к спецификации USB C, то полнофункциональный кабель имеет довольно сложную структуру. К сожалению, производители кабелей USB Type C экономят деньги и делают кабели специально для определенных нужд.
Какие кабели поддерживают технологии Power Delivery и Quick Charge
Вы должны знать, что только кабели USB C — USB C поддерживают быструю зарядку, поскольку в них есть провода, по которым передаются сигналы управления. Вы скажете: «Но я видел в продаже кабели USB A — USB C, поддерживающие быструю зарядку».
Это неправда; просто некоторые производители обманывают, заявляя, что продают кабели USB A с поддержкой QC. Такой кабель не поддерживает QC. Такие кабели изготовлены из высококачественного материала (меди) и имеют достаточное сечение для передачи тока от зарядного устройства к заряжаемому устройству, а само устройство будет потреблять столько энергии, сколько ему необходимо.
Если у вас есть зарядное устройство для телефона USB A мощностью 18 Вт, то по умолчанию оно рассчитано на три ампера. Поскольку ваш смартфон оснащен функцией быстрой зарядки, он может потреблять три ампера по умолчанию. Но это никоим образом не означает поддержку QC.
Напряжение, ток и мощность, поддерживаемые системами Power Delivery и Quick Charge
Принцип увеличения мощности для устройств быстрой зарядки следующий, ток тот же, напряжение выше, и естественно, мощность зарядки устройства увеличивается.
Согласно стандарту, Power Delivery и Quick Charge имеют такие характеристики.
| Напряжения (В) | Ток (A) | Номинальная мощность (Вт) | Тип кабеля |
| +5 | 3.0 | 15 | Стандарт Диапазон мощности (SPR) |
| +9 | 3.0 | 27 | Стандарт Диапазон мощности (SPR) |
| +15 | 3.0 | 45 | Стандарт Диапазон мощности (SPR) |
| +20 | 5.0 | 100 | Стандарт Диапазон мощности (SPR) |
| +28 | 5.0 | 140 | Расширенный Диапазон мощности (ЭПР) |
| +36 | 5.0 | 180 | Расширенный Диапазон мощности (ЭПР) |
| +48 | 5.0 | 240 | Расширенный Диапазон мощности (ЭПР) |
Китайские производители дополнительно добавили поддержку напряжений 12 и 24 В. Эти напряжения востребованы не для зарядки устройств, а для питания приборов в качестве резервного или при отсутствии сетевого питания. Это необходимо для питания роутеров и камер наблюдения. Например, Baseus Power Banks поддерживают напряжение 12 В. Для питания роутера используется уникальный кабель USB C to DC. В кабель встроен чип, определяющий напряжение, которое должен выдавать power bank.
Стандартный диапазон мощности (SPR) против расширенного диапазона мощности (EPR)
Разница между SPR и EPR заключается в следующем.
SPR использует провод CC для передачи сигналов; источник питания начинает выдавать определенное напряжение, когда получает сигнал. В процессе зарядки напряжение больше не регулируется.
EPR — провод V CONN используется для передачи сигналов к источнику питания, и устройства могут общаться друг с другом во время заряда, изменяя напряжение с шагом 0,1 В по мере заряда устройства.
Итак, вы видели кабели USB C с возможностью зарядки мощностью 100 или 240 Вт. Все верно; согласно стандарту, такой кабель должен иметь маркировку EPR, хотя это соблюдается лишь иногда.
Источник: ru.tab-tv.com