Сзу usb что это такое
Сетевое зарядное устройство с USB выходом .
Сетевой AC-USB адаптер, работающий от сети 220V и позволяющий заряжать встроенные аккумуляторы портативной техники без использования компьютера.
Сегодня в каждом доме найдется несколько цифровых электронных устройств, например: телефоны, MP3-плееры, GPS-навигаторы, электронные книги и многие другие с внутренними аккумуляторными батареями, обладающих возможностью подключения к USB-порту персонального компьютера. Зарядка встроенных в них аккумуляторов происходит также через USB-порт. Порой бывает удобно иметь зарядное устройство, как дома, так и на работе, однако часто бывает, так что такие цифровые гаджеты, в стандартной комплектации не имеют зарядного устройства, а содержат только соединительный USB кабель, поэтому приходиться заряжать их от компьютера, что не всегда удобно.
Более удобно для этой цели использовать специальные сетевые зарядные устройства, имеющие два или несколько USB выхода, которые позволяют вести подзарядку аккумуляторов сразу нескольких портативных устройств без использования персонального компьютера.
При отсутствии в комплектации такого зарядного устройства его нетрудно изготовить самому, например, из блока питания от мобильного телефона, только при этом следует учитывать, что максимальное напряжение на выходе такого устройства не должно превышать 5,5V, а под нагрузкой напряжение не должно падать ниже 4,0V. Таким образом, первоначально необходимо подобрать подходящее ЗУ или убедиться в возможности его переделки.
Выбор ЗУ проводится на основании измерения выходного напряжения без нагрузки и проверки его нагрузочной способности.
Для этого к выходу зарядного устройства подключают вольтметр и замеряют напряжение, если оно не превышает 5,5V, а под нагрузкой (резистор 1 Вт сопротивлением 15 Ом) напряжение не падает ниже 4,0V, то такое ЗУ от мобильного телефона будет надежно работать в качестве USB-зарядного устройства.
Если у имеющегося зарядного устройства выходное напряжение выше чем 5,5V, то его необходимо немного доработать, для чего на плате ЗУ находим стабилитрон и заменяем его на другой с напряжением стабилизации 5,6V, например BZX55C5V6.
Стабилитрон на плате можно различить по прозрачному стеклянному корпусу оранжевого цвета с нанесенной маркировкой 6V2, 6V8, 7V5 или 8V2, это означает, что стабилитрон имеет напряжение стабилизации 6,2V, 6,8V, 7,5V и 8,2V соответственно.
При замене обязательно обращаем внимание на соблюдение полярности устанавливаемого стабилитрона, катод которого на корпусе обозначен черной, а на плате жирной, белой полоской.
Маркировка и внешний вид таких стабилитронов.
Для доработки наиболее хорошо подходят ЗУ имеющие выходное напряжение до 6V, блоки питания со стабилитронами 8V2, как правило, лучше не использовать, так как они имеют высокое напряжение «холостого хода» порядка 8V.
Варианты схем наиболее часто применяемых в таких зарядных устройствах показаны на рисунках.
У меня нашелся давно заброшенный блок питания " Switching Power Adaptor DVE DSA-15P-05 ", кажется от вышедшего из строя радиотелефона, имеющий для этого случая просто идеальные параметры.
• Model: DSA-15P-05 US 050100
• INPUT: 100-240V - 50/60Hz 0.5A
• OUTPUT: +5V 2A
Правда, блок питания был в нерабочем состоянии, но ремонт оказался не сложным и заключался в замене входных высоковольтных электролитических конденсаторов (2х10х400V) и предохранителя, который “перегорел” вследствие замыкания между собой перекрученных проводов возле основания корпуса.
Кстати, хотелось бы заметить, что большинство зарядных устройств, которые попадали ко мне в ремонт, имели похожие неисправности.
Обрыв либо перекрученные и закороченные провода возле корпуса или штекера, или некачественные (вздувшиеся) входные электролитические конденсаторы, после замены которых, блоки продолжали исправно работать.
Подключения USB разъема к выходу зарядного устройства .
Следует учитывать, что современные устройства определяет тип зарядного устройства и допустимый ток зарядки, по потенциалам на контактах D+ и D- разъема USB. Поэтому подачи только одного напряжения +5V на устройство, для начала процесса зарядки недостаточно, эти «умные» штуковины просто не поймут, что они подключены к ЗУ и откажутся от зарядки. Таким образом, результат использования любой +5V вольтовой зарядки с разъёмом USB, зависит от состояния её контактов D+ и D-.
Согласно этому условию присутствующие на рынке зарядные устройства, можно разделить на следующие категории:
1. Обычные подходящие для большинства гаджетов, где для потребления номинального зарядного тока заявленного зарядным устройством, достаточно закоротить между собой линии D+ и D-.
2. Те, у которых контакты DATA+ и DATA- висят в воздухе, в связи, с чем подключенное к ним устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и ограничивает ток потребления на уровне около 480 - 500mA, что сказывается на скорости заряда либо заряд под нагрузкой вообще не происходит.
3. И для " Apple " устройств.
• напряжение на контакте D- около 2,0V, а на контакте D+ около 2,7V (iPhone) - ток потребления около 1А,
• напряжение на контакте D- около 2,7V, а на контакте D+ около 2,0V (iPad) - ток потребления около 2А.
Apple использует опорные напряжения, +2,0V и +2,7V или (+2,0), и по наличию этих потенциалов на контактах шины данных в разъёме USB их гаджеты iPad & iPhone распознают оригинальное зарядное устройство.
Зарядное устройство iPhone , зарядный ток от 0.5 до 1А.
• VCC +5V,
• USB_D- (+1.9V),
• USB_D+ (+2.6V),
• GND — общий провод («земля» источника питания).
Такое ЗУ на контактах 2 (D-) и 3 (D+) может иметь также и одинаковое напряжение +2,0V.
Зарядное устройство iPad , зарядный ток до 2.1А.
• VCC +5V,
• USB_D- (+2,7V),
• USB_D+ (+2,0V),
• GND — общий провод («земля» источника питания).
Нужные напряжения получаем с помощью резистивного делителя, распаивая контакты DATA+ и DATA- по одной из приведенных ниже схем:
Для устройств " Samsung " на перемычку подается половина напряжения питания, то есть +2,5V.
Если зарядка “Apple” устройств не планируется, и при этом вы уверены в том, что ваше зарядное устройство способно в течение длительного времени безболезненно отдавать ток порядка 800-900мА, то для большинства гаджетов достаточно просто закоротить между собой линии D+ и D-, что в моем случае и было сделано.
Далее для превращения идеи в аккуратную и законченную конструкцию, её необходимо поместить в корпус, в качестве которого была выбрана обыкновенная монтажная, распределительная коробка для открытой установки “Hegel КРК2702”, в которой и были размещены все детали готового зарядного устройства: плата ЗУ, USB разъем, и кнопочный выключатель питания.
На мой взгляд, в итоге получилось довольно симпатичное и достаточно мощное сетевое зарядное устройство, имеющее двойной USB порт, пригодное для использования, как дома, так и на работе, в качестве зарядного устройства для таких изделий как большинство планшетных компьютеров, плееров, мобильных телефонов, КПК и при необходимости позволяющее заряжать 2 устройства одновременно.
ВНИМАНИЕ:
После переделки перед использованием со своим любимым гаджетом, необходимо обязательно проконтролировать работу ЗУ под нагрузкой для чего проводят проверку также, как это было описано выше: к выходу ЗУ подключают резистор 15 Ом, и замеряют выходное напряжение, которое не должно быть меньше 4,0V и больше 5,5V.
Миф о том, что комплектный зарядный блок для смартфона это идеальный выбор, уже давно под сомнением. В первую очередь благодаря стараниям Apple, чьи сетевые зарядки для iPad заряжают новые iPhone гораздо быстрее. Вторая причина — это повсеместное распространение гаджетов с поддержкой быстрой зарядки.
От сетевых зарядных устройств мы теперь заряжаем не только сами гаджеты, но и внешние аккумуляторы для них. Владельцы ноутбуков, оснащенных портами зарядки USB-C уже начали ощущать преимущества универсальности, когда одно ЗУ способно заряжать одновременно как ноутбук, так и смартфон.
Однако выбор сетевого зарядного устройства превращается в сложный квест — какому из стандартов быстрой зарядки отдать предпочтение? На сколько выходов брать зарядку?
Куда исчезли зарядки "сразу с кабелем", без USB-выходов? Рассказываем как выбрать мощное и качественное сетевое устройство в нашем материале.
Для начала — не стоит зацикливаться на поддержке лишь одного стандарта быстрой зарядки. Они сменяют друг-друга каждые 1-2 года, а многие зарядные устройства и вовсе комбинируют в себе несколько стандартов. В случае с iPhone важнее становится общая мощность и исходящий ток, поскольку поддержкой какой-либо из "лицензированных" стандартов быстрой зарядки (такими как Quick Charge, Super mCharge, Super Charge, Turbo Charge, Pump Express, RapidCharge, FastCharge, VOOC Flash Charging) они не обладают. Ещё проще — если ваш смартфон поддерживает какую-либо из технологий быстрой зарядки, берите ЗУ с её поддержкой. У вас iPhone? Выбирайте ЗУ с наибольшей мощностью.
На что обратить внимание? Подсчитайте количество гаджетов в доме и сколько из них вы хотите заряжать одновременно. Готово? Теперь мысленно добавьте к этому числу единицу или двойку "на всякий случай". Это и есть оптимательное число исходящих выходов. Учтите, что общая мощность зарядки будет равномерно распределена по исходящим портам, а также будет ограничена возможностями самого гаджета "принимать" заряд.
Обращайте также внимание на интерфейсы — ряд зарядных оснащены кроме классических USB-выходов также и USB-C портами. Если у вас есть MacBook, MacBook Pro 2016/2017, Macbook Air 2018 или новый iPad с поддержкой зарядки через USB-C, это может стать преимуществом. Если зарядка оснащена выходом USB-C и вы точно собираетесь заряжать от неё ноутбук, проверьте поддерживает ли она стандарт PowerDelivery (PD) — поддержка этой технологии способна кардинально сократить время заряда.
Мы не будем утомлять вас цифрами или убеждать в том, что нужно брать зарядку "минимум на 2А" — благодаря универсальности современных дата-кабелей и устройств, подзарядить смартфон или носимый гаджет можно от чего угодно, включая powerbank. Однако если вы приобретаете зарядку для дома или офиса, лучше всего будет взять мощность с запасом. Это сократит время ожидания, а встроенные в зарядку (и в ваши гаджеты) контроллер позаботится о безопасности, потому бояться "слишком мощных" зарядок не стоит.
Не обязательно выбирать зарядное устройство от того же производителя, что и ваш смартфон. Да-да, это действительно так — качественная сетевая зарядка может дать "второе дыхание" при заряде вашему iPhone или другому смартфону, даже без использования "быстрой зарядки".
Чтобы облегчить вам выбор, мы собрали несколько интересных вариантов от лидеров рынка зарядок, Anker и Aukey.
Aukey Amp PD Duo USB-C Wall Charger PA-Y7 это стильное и компактное сетевое зарядное устройство-конструктор, которое позволит зарядить практически любой ваш мобильный гаджет. Оно обладает выходной мощностью 29 Вт и поддерживает технологию быстрой зарядки Power Delivery 2.0. Модель оснащена одним реверсивным разъемом USB-C и имеет в комплекте адаптер с двумя портами USB тип A.
Aukey Amp PD Duo USB-C Wall Charger PA-Y7 это стильное и компактное сетевое зарядное устройство-конструктор, которое позволит зарядить практически любой ваш мобильный гаджет. Оно обладает выходной мощностью 29 Вт и поддерживает технологию быстрой зарядки Power Delivery 2.0. Модель оснащена одним реверсивным разъемом USB-C и имеет в комплекте адаптер с двумя портами USB тип A.
Еще более универсальный выбор — Aukey Wall Charger PD/QC 3.0 USB-C PA-Y13. Оно обладает высокой выходной мощностью 46 Вт и поддерживает технологии быстрой зарядки Power Delivery 3.0 и Quick Charge 3.0. Модель оснащена одним реверсивным разъемом USB-C и двумя портами USB тип A.
Еще более универсальный выбор — Aukey Wall Charger PD/QC 3.0 USB-C PA-Y13. Оно обладает высокой выходной мощностью 46 Вт и поддерживает технологии быстрой зарядки Power Delivery 3.0 и Quick Charge 3.0. Модель оснащена одним реверсивным разъемом USB-C и двумя портами USB тип A.
Сетевое зарядное устройство Anker PowerPort+ QC 3.0 обладает компактными габаритами, благодаря чему его можно брать с собой. В зарядке используется интеллектуальная технология Powerport, которая позволяет в сжатое время и с полной безопасностью зарядить ваши девайсы.
Сетевое зарядное устройство Anker PowerPort+ QC 3.0 обладает компактными габаритами, благодаря чему его можно брать с собой. В зарядке используется интеллектуальная технология Powerport, которая позволяет в сжатое время и с полной безопасностью зарядить ваши девайсы.
Кто сказал, что зарядка не может быть стильной? СЗУ Baseus Mirror Lake Intelligent Digital Display выполнена в эргономичном корпусе из прочного пожаробезопасного ABS-пластика, имеет 3 порта USB тип A, а также оснащено безрамочным дисплеем с интеллектуальной системой отображения информации. Модель поддерживает технологию IQ, отвечающей за автоматическое определение подключенного оборудования для подачи наиболее подходящего по силе тока напряжения. Суммарная сила тока зарядки составляет 3.4 А.
Кто сказал, что зарядка не может быть стильной? СЗУ Baseus Mirror Lake Intelligent Digital Display выполнена в эргономичном корпусе из прочного пожаробезопасного ABS-пластика, имеет 3 порта USB тип A, а также оснащено безрамочным дисплеем с интеллектуальной системой отображения информации. Модель поддерживает технологию IQ, отвечающей за автоматическое определение подключенного оборудования для подачи наиболее подходящего по силе тока напряжения. Суммарная сила тока зарядки составляет 3.4 А.
Нужно заряжать больше устройтсв? Anker PowerPort 5 позволяет одновременно заряжать до 5-ти устройств при помощи разъемов USB. Два из пяти портов имеют технологию быстрой зарядки Quick Charge 3.0.
Нужно заряжать больше устройтсв? Anker PowerPort 5 позволяет одновременно заряжать до 5-ти устройств при помощи разъемов USB. Два из пяти портов имеют технологию быстрой зарядки Quick Charge 3.0.
Satechi Travel Charger ST-MCTCAM 75W представляет собой стильное компактное сетевое зарядное устройство, которое пригодится вам в путешествии по миру. Широкий диапазон входного напряжения от 100 до 240 В позволяет использовать его практически с любой электросетью. Выходные разъемы в количестве 4 штук обеспечат быстрое и качественное пополнение заряда совместимых с интерфейсами USB-A/C девайсов. Максимальная мощность составляет 75 Вт, а сила тока — 3 А.
Satechi Travel Charger ST-MCTCAM 75W представляет собой стильное компактное сетевое зарядное устройство, которое пригодится вам в путешествии по миру. Широкий диапазон входного напряжения от 100 до 240 В позволяет использовать его практически с любой электросетью. Выходные разъемы в количестве 4 штук обеспечат быстрое и качественное пополнение заряда совместимых с интерфейсами USB-A/C девайсов. Максимальная мощность составляет 75 Вт, а сила тока — 3 А.
Большинство современных мобильных устройств питаются от аккумуляторов, для зарядки которых используются сетевые зарядные устройства. И хотя к большинству гаджетов ЗУ идут в комплекте, необходимость в покупке еще одной зарядки возникает не так уж и редко: штатная зарядка может потеряться или сломаться, а некоторые гаджеты вообще не имеют ЗУ в комплекте. Однако по какой бы причине вам ни понадобилось новое сетевое зарядное устройство, следует иметь в виду, что «подходящего» к гаджету разъема ЗУ недостаточно. Следует убедиться, что остальные характеристики зарядки также соответствуют параметрам заряжаемого устройства.
Варианты выбора сетевых зарядных устройств
Зарядное устройство с разъемом USB — наиболее универсальный вид «зарядок» на сегодняшний день — большинство мобильных устройств либо могут заряжаться от этого разъема, либо имеют переходник на него.
Зарядные устройства с разъемом Lightning предназначены для зарядки гаджетов Apple.
Если вы хотите заряжать одновременно несколько устройств, выбирайте среди ЗУ с несколькими портами .
Чтобы ускорить зарядку гаджета, воспользуйтесь ЗУ с поддержкой быстрой зарядки — только убедитесь, что ваш гаджет поддерживает тот же стандарт и используйте «родной» кабель.
Для зарядки гаджетов с аккумуляторами большой емкости (планшетов, ноутбуков) выбирайте среди ЗУ большой мощности — они способны «давать» большой ток и напряжение.
Мир техники наконец-то пришел к согласию вокруг стандартов устройств зарядки, после многих лет разброда и шатания между множеством не совместимых друг с другом коннекторов и адаптеров питания. Повсеместное распространение для портативных устройств получил разъем Micro-B, или microUSB, хотя еще все-таки наблюдается некоторая фрагментация с попытками перейти на новый коннектор USB-C, который вроде должен был бы заменить коннекторы USB micro-B линейки смартфонов Galaxy. Еще одно очевидное исключение из стандартизации - коннектор Apple Lightning, в остальном micro USB уничтожил склонность индустрии плодить индивидуальные коннекторы для подключения к зарядным устройствам.
Лет 15 назад Вам всегда нужно было запастись корректным источником питания для каждого своего устройства. Часто такой блок питания даже не был как-то помечен. Сегодня все изменилось - Вы можете зарядить свой телефон даже дома у приятеля, подключить свой планшет для зарядки к любому компьютеру, посмотреть фотографии с цифровой камеры на своем телевизоре, и все это благодаря стандартизованному коннектору. Однако с этим появилась новая проблема: подача питания от USB. Не все зарядные устройства USB, коннекторы и кабели для них сделаны одинаковыми. Вы наверное заметили, что некоторые настенные адаптеры для зарядки мощнее других. Также иногда одно гнездо USB на планшете или ноутбуке более мощное (или иногда работает быстрее), чем другие. На некоторых настольных компьютерах (desktop PC), даже когда они выключены, Вы все равно можете заряжать свой смартфон от их разъемов USB. В таком многообразии поведения легко запутаться, поэтому давайте разберемся, как действительно работает питание от USB.
[Новые стандарты]
Прочь, множество различных зарядников! Теперь у нас есть 4 спецификации USB: USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0 и USB 3.1 - в дополнение к новому коннекторы USB-C. Мы разберемся, где эти стандарты значительно отличаются друг от друга, но по большей части будем фокусироваться на USB 3.0, поскольку он уже встречается чаще всего.
В сети USB всегда имеется только один хост, и чаще всего одно подчиненное устройство (хотя в теории подчиненных устройств может быть и несколько). В большинстве случаев компьютер (PC) это хост, и смартфон, планшет или камера будут устройством. Питание всегда поступает от хоста к устройству, хотя данные могут передаваться в обоих направлениях. Так происходит, когда Вы копируете файлы туда и обратно между компьютером и своим телефоном.
Коннектор на кабеле USB-C:
Гнездо USB-C на корпусе устройства:
Разберемся с цифрами стандартов. Обычное гнездо или коннектор USB 1.0 или USB 2.0 имеет 4 вывода, и в их кабеле 4 провода (качественные кабели также могут иметь экран, соединяющий внешние металлические части коннекторов, подключенные к земле GND). 4 вывода расположены на коннекторе в один ряд; внутренние два из них передают данные (это сигналы D+ и D-), и внешние предоставляют источник питания 5V. Порты USB 3.0 добавляют дополнительный ряд из 5 контактов, так что USB 3.0 совместимые кабели имеют 9 проводов. В контексте реального передаваемого тока питания (в миллиамперах, или mA) есть 3 вида порта USB, как это диктует стандарт: стандартный нисходящий порт (standard downstream port), заряжающий нисходящий порт (charging downstream port) и выделенный для зарядки порт (dedicated charging port). Обозначим их для краткости сокращениями SDP, CDP и DCP соответственно. Первые два из них можно найти на своем компьютере (и они должны быть помечены соответствующим образом), и третий относится к "тупым" настенным адаптерам.
В спецификациях USB 1.0 и USB 2.0 стандартный порт SDP может предоставить для зарядки ток до 500 mA (0.5A). Порт USB 3.0 поднимает ток до 900 mA (0.9A). Порты CDP и DCP предоставляют ток до 1500 mA (1.5A). USB 3.1 поднимает пропускную способность данных до 10 Gbps (этот ражим называется SuperSpeed+), что делает его эквивалентным первой генерации интерфейса Thunderbolt [2]. USB 3.1 также поддерживает передачу тока 1.5A и 3A через шину 5V.
6-портовое зарядное устройство 60W-12A фирмы Anker.
Кабель iOrangeE с коннектором USB-C, создающий соединение между портами Type C и Type A.
Charge Pit Universal Charging Station.
Зарядное устройство автомобиля компании Anker.
Coocheer Desktop Power Center.
iClever BoostCube 4-Port USB travel charger.
Стандартное зарядное устройство iPad фирмы Apple, которое заряжает быстрее, чем штатное, поставляемое с телефоном зарядное устройство (оно по размеру меньше).
Sabrent 60W 12A 10-Port Rapid Charger.
7-портовая зарядная станция компании Satechi. Три USB-порта, предназначенные для зарядки планшетов, помечены соответствующим образом.
Tylt Energi Desktop Charging Station.
У USB-C совершенно другой коннектор. Он универсальный, так что его можно воткнуть в любой ориентации, и он все равно будет работать, в отличие от обычного коннектора USB и коннектора наподобие Lightning фирмы Apple [3]. USB-C также может иметь теоретически удвоенную пропускную способность USB 3.0, и может передавать больше мощности. Apple соединила USB-C с интерфейсом USB 3.1 на своем 12-дюймовом MacBook и новом MacBook Pro. Мы также увидим USB-C на серьезных современных телефонах популярных брендов, включая Samsung Galaxy S8, Google Pixel и OnePlus 3T. Однако могут быть также порты USB с коннекторами старого стиля, поддерживающие возможности стандарта 3.1.
Спецификация USB также позволяет реализовать порт для зарядки "в режиме сна" (sleep-and-charge), когда порты USB остаются активными на выключенном компьютере. Возможно, что Вы заметили такое на своем desktop PC, когда через материнскую плату на USB всегда подается некоторое питание, но некоторые ноутбуки также могут иметь поддержку sleep-and-charge.
В продаже есть множество зарядных устройств, которые не удовлетворяют этим спецификациям - чаще всего это настенные зарядные устройства. Например, зарядное устройство Apple iPad предоставляет 2.1A на 5V; зарядник Amazon Kindle Fire дает ток 1.8A; многие зарядные устройства автомобиля выдают ток от 1A до 2.1A.
[Как можно спалить устройство USB?]
Бывают обычные порты USB с нагрузочной способностью 500 mA и специально выделенные порты для зарядки, которые могут дать ток до 3000 mA. Возникает важный вопрос: если например телефон поставляется с зарядным устройством на 900 mA, сгорит ли он при подключении к зарядному устройству iPad на 2100 mA?
Если ответить кратко, то ничего плохого не произойдет. Вы можете подсоединить любое устройство USB любым подсоединяемым кабелем USB в любой порт USB и ничего не сгорит - фактически использование более мощного зарядника должно ускорить заряд батареи устройства. Как ни странно, но кабель USB тоже может влиять на скорость зарядки, старайтесь для зарядки выбрать кабель короче и качественнее, чтобы у его проводов было меньшее сопротивление [4].
Более длинный ответ требует рассмотрения, насколько старо Ваше устройство, как быстро оно может быть заряжено, и может ли быть заряжено вообще от конкретного зарядного устройства. В 2007 году разработчики стандарта USB (USB Implementers Forum) опубликовали спецификацию зарядки батарей (Battery Charging Specification), которая стандартизовала способы ускоренной зарядки устройств USB либо передачей увеличенного тока через порты USB компьютера PC, либо при использовании настенного адаптера зарядки. Вскоре после этого в продаже стали появляться устройства USB, в которых реализована поддержка этой спецификации.
Если у Вас современное устройство USB, то можете подключить его в мощный порт USB и радоваться ускоренной зарядке. Однако если у Вас старое устройство, то есть (весьма мало вероятная) возможность, что оно не будет правильно заряжаться через порты USB, реализующие Battery Charging Specification. В таком случае зарядка будет работать на старых, оригинальных (на 500 mA) портах PC USB 1.0 и USB 2.0.
[Дополнительные замечания по быстрой зарядке]
Некоторые новые телефоны предоставляют особенные возможности быстрой зарядки, часто под разными именами. Наиболее известна функция Qualcomm Quick Charge [5], которая работает на телефонах платформы Snapdragon. Для быстрой зарядки обычно Вам нужно иметь либо адаптер, поставляемый вместе с телефоном, либо соответствующим образом помеченный адаптер от другого производителя. Иначе зарядка будет занимать несколько часов.
Есть еще кое-что, о чем следует знать. Хотя PC могут иметь 2 вида портов USB - стандартный SDP или заряжающий CDP, производители OEM не всегда помечают порты соответствующим образом. В результате может случиться, что устройство будет заряжаться от одного порта, но не будет заряжаться (или будет заряжаться медленно) от другого. Медленная зарядка скорее всего будет от портов USB старых компьютеров. Однако есть случаи, когда на некоторых старых очень дешевых материнских платах шина питания USB подключена напрямую (без ограничителя тока на 0.5A) к блоку питания, в этом случае зарядка тоже может быть быстрой, если порт определился не как порт хоста, а как порт зарядного устройства. Многие вендоры теперь помечают значком молнии заряжающие порты CDP на ноутбуках, и в некоторых случаях эти порты могут предоставлять питание для зарядки, даже когда ноутбук закрыт (находится в состоянии сна).
Некоторые внешние устройства, такие как 3.5-дюймовые жесткие диски возможно также требуют для питания повышенной мощности, большей, чем могут предоставить обычные USB-порты SDP. Именно по этой причине такие устройства снабжаются кабелем USB с двумя хвостами с одной стороны (Y-cable), или такие внешние устройства должны получать питание от адаптера AC.
В любом случае современные устройства и зарядники USB упрощают зарядку и подключение наших гаджетов в сравнении с тем, как это было раньше. И с новым интерфейсом USB-C все стало еще проще, потому что при подключении совсем не нужно беспокоиться о правильной ориентации разъема.
[Ссылки]
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:
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:
- Первый порт поддерживает USB2. Он может давать питание по Профилю 1 ( 2A@5V) и использует Профиль 3 ( 5V@2A или 12V@3A) для полноценного функционирования. Например порт для планшета или нетбука.
- Второй порт поддерживает USB2. Он может давать питание по Профилю 2 (2A@5V или 12V@1.5A) и использует Профиль 4 ( 5V@2A или 12V@3A или 20V@3A) для полноценного функционирования. Например порт для ноутбука или лаптопа.
- Третий порт поддерживает USB3. Он только дает питание по Профилю 1 (5V@2A). Сам он по VBus не запитывается. Например порт десктопа, монитора, телевизора, и т.д.
- Четвертый порт поддерживает USB3. Как и в первом примере он может давать питание по Профилю 1 (5V@2A) и сам требует питание по Профилю 3 для полноценного функционирования (5V@2A или 12V@3A). Пример придумайте сами :)
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.
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
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.
- Power Data Object (PDO) – используется для описания характеристик порта источника или требований приемника
- Request Data Object (RDO) – используется портом приемника для установки соглашения по характеристикам электропитания
- BIST (Built In Self Test) Data Object (BDO) – используется для тестирования подключения на соответствие требованиям спецификации для физического соединения
- Vendor Data Object (VDO) – используется для передачи нестандартной, дополнительной или иной проприетарной информации определяемой производителем оборудования и выходящей за рамки спецификации USB PD.
PDO соответствующий элементу с постоянным типом электропитания 5V всегда должен идти первым в цепочке объектов.
Структура объекта PDO:
Для каждого типа электропитания предлагаются различные характеристики.
Постоянный тип электропитания, напряжение постоянное. Источник должен иметь хотя бы один такой элемент:
Программируемый тип электропитания, напряжение может регулироваться путем запросов в пределах между минимальным и максимальным:
Вариативный тип электропитания, напряжение может изменяться в заданных пределах абсолютного минимума и абсолютного максимума, но не может регулироваться:
Батарея, данный тип используется для обозначения батарей которые могут быть напрямую подключены к линии VBus:
Структура объекта RDO:
На мой взгляд данной информации достаточно, чтобы получить хорошее представление о принципах работы USB Power Delivery. Я сознательно не стал углубляться в дебри, связанные с таймерами, счетчиками и обработкой ошибок.
Взаимодействие с традиционным USB
Как уже было упомянуто выше, Power Delivery – это самостоятельная подсистема, которая функционирует параллельно и независимо от канонического USB. Тем не менее, в случаях когда устройства реализуют оба протокола – и USB и Power Delivery, спецификация рекомендует реализацию т.н. System Policy Manager или SPM, компонента который может контролировать оборудование USB PD посредством традиционных запросов USB.
Для систем с поддержкой SPM, спецификация рекомендует предоставить PD информацию посредством специальных типов USB дескрипторов. Не считаю нужным в них детально углубляться, просто перечислю их названия:
- Power Delivery Capability Descriptor, является составной частью BOS дескриптора и сообщает о том поддерживает ли устройство зарядку батареи через USB, поддерживает ли оно стандарт USB PD, может ли оно выступать источником питания, и может ли оно быть приемником. Кроме того данный дескриптор содержит информацию о количестве портов-источников, портов-приемников и версии поддерживаемых спецификаций USB Battery Charging и Power Delivery.
- Battery Info Capability Descriptor, требуется для всех устройств заявивших батарею в качестве одного из элементов электропитания. Содержит информацию о названии, серийном номере и производителе батареи, ее емкости, а также о пороговых значениях тока в заряженном и разряженом состоянии.
- PD Consumer Port Capability Descriptor, требуется для всех устройств которые заявили поддержку хотя бы одно порта-приемника. Содержит информацию о поддержке стандартов Power Delivery и Battery Charging, минимальное и максимальное напряжение, операционную мощность, максимальную пиковую мощность и максимальное время, которое оно может эту пиковую мощность потреблять
- PD Provider Port Capability Descriptor, требуется для всех устройств которые заявили поддержку хотя бы одного порта-источника питания. Содержит информацию о поддержке стандартов Power Delivery и Battery Charging, а так же список всех PDO объектов, характеризующих элементы электропитания доступных устройству.
- PD Power Requirement Descriptor, требуется для всех устройств-приемников поддерживающих USB PD. Каждое устройство должно возвращать хотя бы один такой дескриптор в составе дескриптора конфигурации. Этот дескриптор должен идти сразу после первого дескриптора интерфейса. В случае когда их несколько, он должен идти после каждого первого дескриптора интерфейса функции, если используется IAD, или в случае композитного устройства без IAD, непосредственно после каждого дескриптора интерфейса, и до endpoint дескрипторов.
Заключение
Надеюсь что данным постом я подогрел интерес публики к USB Power Delivery. Скромно замечу, что автор имеет непосредственное отношение к данной спецификации, поэтому готов ответить на любые вопросы по Power Delivery в частности и USB в общем.
Характеристики сетевых зарядных устройств
Разъем подключения — первое, что определяет совместимость зарядного устройства с заряжаемым. К счастью, времена, когда каждый производитель снабжал свои гаджеты уникальным разъемом, потихоньку уходят в прошлое, и большинство современных устройств используют разъем USB или его варианты — mini USB, micro USB, USB Type-C. ЗУ для таких гаджетов, как правило, имеют разъем USB и — по необходимости — съемный кабель в комплекте, являющийся переходником на другие разъемы того же стандарта. Хотя встречаются и зарядки с разъемом типа micro USB или USB Type-C на корпусе или на несъемном кабеле — но никакого преимущества это им не дает, наоборот, делает их менее универсальными.
Встречаются зарядные устройства с несколькими разъемами USB — от двух до восьми. Такими можно заряжать несколько устройств одновременно, но имейте в виду, что выходной ток на порт в этом случае может быть меньше суммарного максимального выходного тока . Если подключить к ЗУ с максимальным выходным током в 1000 мА два устройства, заряжающиеся таким током, оба они «получат» только по 500 мА (даже если для него заявлен выходной ток на порт в те же 1000 мА) и будут заряжаться вдвое дольше. Выходной ток на порт может быть равен максимальному, только когда к нему подключено лишь одно устройство, «забирающее» максимальный ток.
Также встречаются ЗУ с цилиндрическими разъемами типа DJK или jack, такие разъемы питания используются во множестве различной электроаппаратуры. Особенность подбора такого зарядного устройства в том, что общепринятого стандарта у них нет, каждое устройство, использующее такой разъем, может иметь различные параметры зарядки, которые следует тщательно соблюсти. При покупке ЗУ с таким разъемом следует убедиться, что расположение полюсов, сила тока и напряжение на нем в точности соответствуют указанным в руководстве по эксплуатации заряжаемого устройства (или хотя бы на его корпусе). Несоблюдение этого требования может привести к выходу из строя как зарядки, так и заряжаемого гаджета.
Сила тока у зарядного устройства с разъемом lightning может быть любой — все устройства Apple снабжены контроллером заряда и просто не возьмут ток больший, чем необходимо. Другое дело, что ток меньший, чем может потреблять устройство, увеличит время зарядки. И к примеру, iPad mini 1-го поколения, заряжающийся током 0,15 А, можно заряжать и от ЗУ с выходным током 2,4 А — на процесс зарядки это не повлияет. Обычный iPad от «телефонной» зарядки с выходным током 1 А тоже будет заряжаться — но вдвое дольше обычного. Различные устройства Apple могут заряжаться токами от 0,15 до 2,4 А.
То же относится и к зарядным устройствам с разъемом USB — контроллер заряда смартфона защитит его при подключении к слишком мощному ЗУ. В обратном случае — при подключении к «слабой» зарядке устройства, способного заряжаться высоким током — время зарядки возрастет.
Грубо говоря, и с портом Lightning, и с портом USB зарядное устройство для смартфона лучше брать с током хотя бы от 2 А. Многие современные смартфоны могут заряжаться током в 3 А, а гаджеты покрупнее спокойно «берут» 4-5 А. Большинство прочих устройств, заряжаемых от USB, также имеют контроллер зарядки и «не боятся» высоких токов, однако для полной уверенности лучше все же свериться с руководством по эксплуатации и не заряжать током выше указанного в нём.
Напряжение на круглом разъеме типа DJK или jack может быть разным и должно соответствовать требованиям заряжаемого устройства.
А вот с разъемами Lightning и USB всё сложнее. Стандартное напряжение для этих разъемов — 5 В. Однако в интеллектуальных режимах быстрой зарядки напряжение может подниматься до 20 В. Происходит это автоматически, без участия пользователя: контроллер заряжаемого устройства, используя протокол быстрой зарядки, устанавливает на зарядном устройстве нужный режим. Это позволяет сократить время зарядки в несколько раз и производители утверждают, что такие режимы не приводят к сильному сокращению срока службы аккумуляторов.
Проблема в том, что некоторые кабели не являются просто «кусками меди» - в них встроены согласующие резисторы (кабели USB 2 - USB Type-C), а иногда и управляющие микросхемы (кабели Lightning, USB 3.1). Поэтому категорически рекомендуется для режимов быстрой зарядки использовать только «родные» кабели, идущие в комплекте с устройством. Использование непроверенных кабелей для быстрой зарядки может привести к повреждению как кабеля, так и зарядного устройства или самого смартфона.
Существует множество стандартов быстрой зарядки , и для их работы необходимо, чтобы и ЗУ, и заряжаемое устройство поддерживали один стандарт. Поэтому, если вы планируете применять приобретаемое зарядное устройство для быстрой зарядки гаджета, убедитесь, что оно поддерживает нужный стандарт:
- Adaptive Fast Charging применяется для зарядки гаджетов компании Samsung с 2015 года. Используется, в основном, в топовых моделях линеек S, Note, A и некоторых других;
- Huawei Fast Charge и Huawei Super Charge, как видно из названия стандарта, применяется на устройствах Huawei;
- Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается современными смартфонами, собранными на базе SoC этого производителя — к таковым относятся многие китайские смартфоны;
- Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 года.
- Spreadtrum Fast Charge Protocol, соответственно, поддерживается на чипсетах Spreadtrum.
- Power Delivery — наиболее перспективный протокол быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. На настоящий момент используется гаджетами Apple, Xiaomi, Sony и др. Quick Charge версии 4.0 также полностью совместим с Power Delivery.
- VoltiQ — «урезанный» стандарт Quick Charge, позволяющий менять только ток зарядки (но не напряжение). Стандарт поддерживается производителем зарядок Tronsmart и был разработан в 2014 году для устранения перегрева первых смартфонов, использующих стандарт Quick Charge 2.0. Зарядка с использованием VoltiQ чуть медленнее, чем с QuickCharge, но безопаснее для старых смартфонов (особенно на базе Snapdragon 810).
Читайте также: