Что такое Power Delivery или PD зарядка?
Современные зарядные устройства для телефонов зачастую содержат не совсем понятный простому пользователю мобильной техники термин — Power Delivery. Сокращенный вариант этого словосочетания – PD 2.0 или PD 3.0. Такое можно встретить как в описании, так и в названии зарядного устройства. SmartHUB.by спешит помочь разобраться, что же это такое.
Power Delivery – это технология, обеспечивающая быструю зарядку аккумуляторов современных смартфонов и даже ноутбуков. В частности, эта технология разработана для быстрой зарядки современных телефонов, планшетов и других мобильных устройств iOS / Apple, Android / Google. А цифры (PD 2.0, PD 3.0) обозначают поколение технологии, наивысшая цифра (здесь — 3.0) соответствует более современной, а значит более быстрой и мощной.
Зачем это надо? Всё довольно просто и логично. Аккумуляторы современных гаджетов и девайсов значительно увеличились по объему накапливаемой энергии, соответственно старым зарядным устройством они заряжаются уже до неприличия долго. Например, раньше аккумулятор телефона вмещал всего 1200 mAh, а сейчас пользователи ищут смартфоны с батарейкой от 4000 mAh. Чувствуете разницу? Поэтому и нужны такие технологии как Power Delivery для быстрой зарядки.
Простой пример выгоды. Быстрая зарядка позволяет зарядить iPhone X, iPhone 8 или iPhone 8 Plus до 50% за 30 минут, а iPad Pro – до 50% за 60 минут при использовании кабеля Apple USB-C – Lightning. USB Power Delivery с USB-C заряжает Google Pixel 2 или Google Pixel 2 XL до 50 процентов за 37 минут. Поэтому если вы спешите и вдруг заметили, что в вашем телефоне осталось мало энергии, какое зарядное устройство выберете? Конечно, с USB Power Delivery, ведь даже за 10 минут зарядки оно существенно продлит время его работы.
Ещё о преимуществах Power Delivery (PD). Зарядное устройство с такой технологией способно выдавать мощность заряда и 100W, об этом производитель напишет на упаковки и самом устройстве. А это значит, что оно способно заряжать не только телефоны и планшеты, но даже современные ноутбуки! Для этого нужен лишь правильный кабель (провод) USB Type-C – поддерживающий быструю зарядку. А таких кабелей в нашем Каталоге много, и на любой вкус!
Важно и то, что технология Power Delivery контролирует заряд аккумулятора, получая данные о полноте его заряда и автоматически подбирая необходимую мощность заряда. Также это позволяет не допустить перезарядку аккумуляторной батареи, что продлевает её срок службы.
UCB Power Delivery (PD) используют в современных смартфонах и планшетах такие производители как Apple, Google, LG и многие другие.
Стоит все же подчеркнуть, что не все производители смартфонов используют эту технологию для быстрой зарядки. Например, компания Samsung в своих планшетах и смартфонах использует иную технологию быстрой зарядки — Qualcomm® Quick Charge ™ или, как часто можно увидеть в описании устройств сокращенный вариант названия — QC 2.0; QC 3.0; QC 4.0. Об этой технологии читайте в другой статье SmartHUB.by в закладке На Заметку.
Однако, не забывайте смартфон или планшет, кабель (провод), по которому будет подаваться питание от зарядного устройства в гаджет или девайс тоже должен поддерживать режим быстрой зарядки PD или QC.
Кстати, не стоит огорчаться, если вы вдруг решили, что это всё слишком сложно и вы можете ошибиться с выбором зарядного устройства для вашего любимого смартфона или планшета. В хороших зарядках эти технологии совмещены — PD и QC. Так делают производители качественных аксессуаров для мобильной техники Anker, Baseus и Nillkin, чей товар ценит SmartHUB.by и искренне рад предложить его своим покупателям по низкой цене в Минске и с доставкой по Минску курьером и Белпочтой по всей Беларуси.
А хорошую качественную зарядку купить в Минске или заказать доставку домой или в офис можно по этой ссылке Зарядные устройства.
И вот пример современного мощного зарядного устройства от Baseus аж на 120W, способного заменить собой все зарядные устройства, обеспечивающего быструю зарядку и лэптопов, и смартфонов в вашем доме или офисе.
Оно может заряжать одновременно несколько устройств и поддерживает технологии быстрой зарядки Power Delivery, Quick Charge и другие. Внизу фото производитель подробно указал, с какими популярными устройствами совместима зарядка. А вот ссылка на него — Сетевое зарядное устройство 120 Ватт Baseus GaN Mini C+C+A 120W EU.
Это, конечно, Суперзарядное устройство, но в нашем Каталоге много зарядок попроще и кабелей (проводов) для них, также обеспечивающих скоростную зарядку мобильных устройств. Переходите по ссылке Зарядные устройства и выбирайте качественное зарядное от надёжного производителя. Или просто позвоните по телефонам SmartHUB.by и опытные консультанты помогут Вам сделать правильный выбор!
Магазин качественной современной цифровой техники
Интернет-магазин SmartHUB
ИП Жук Сергей Евгеньевич
УНП 191609002, г. Минск, ул. Есенина, 36-109
Р/с BY51BPSB30133172050189330000 банк ОАО «БПС-Сбербанк» 220005, г. Минск, б-р им. В.Мулявина, 6 БИК BPSBBY2X
Регистрационный номер в Торговом реестре Республики Беларусь 497668 от 02.12.2020 г.
Адрес:
г. Минск, ул. Тимирязева, 127, ТД Ждановичи, «Радиомаркет», Павильон D22.
Подача электроэнергии и PPS
Велика вероятность, что большинство ваших электронных гаджетов заряжаются от USB, но изначально он не был рассчитан на мощность для подобных девайсов. USB Power Delivery (PD) существенно изменил ситуацию, сделав устройства, требующие питания по USB достаточными для полноценного использования. Стандартное USB-питание не отличается высокой мощностью. Существуют различные стандарты питания USB, к которым могут подключаться устройства. Какие из них доступны, зависит от того, какой тип стандарта USB поддерживают контроллер, кабель и устройство. Например, USB 3.2 Gen x2 выдает не более 7,5 Вт, в то время как USB 3.0 выдает 4,5 Вт.
Существуют специальные стандарты зарядки аккумуляторов через USB, которые позволяют подавать в устройство мощность до 25 Вт, а стандартный USB-C может выдавать мощность до 15 Вт при условии, что зарядное устройство может выдавать ток 3 А.
Почему стандарты питания USB так ограничены? Ответ несколько сложен, но общим знаменателем здесь является то, что все эти стандарты, даже новейший стандарт USB-C, работают при напряжении 5 В. Поскольку общая мощность, которая может быть выдана, является произведением напряжения и тока, единственный способ получить больше ватт при 5 В — это увеличить ток. Однако, по мере увеличения мощности, вы столкнетесь с различными проблемами, такими как необходимость в более толстой проводке и, конечно, уровень тока может стать предельно опасным.
USB -зарядка аккумулятора обеспечивает максимальную мощность при 5 В и 5 А, что составляет в общей сложности 25 Вт. Смартфоны, планшеты и современные ноутбуки с быстрой зарядкой могут легко соответствовать этому показателю или превышать его. Для решения этой проблемы было разработано довольно много запатентованных методов быстрой зарядки через USB, и USB PD существует как способ удовлетворить эти растущие потребности в электроэнергии стандартным способом.
ЗАРЯДНАЯ СТАНЦИЯ
Подача питания (PD)
Power Delivery (PD) — это стандарт для работы с более высокой мощностью, который был представлен форумом разработчиков USB. Это позволяет устройствам быстро заряжаться через USB-соединение. Он обеспечивает высокоскоростную зарядку с переменным напряжением с помощью интеллектуального согласования с устройством. Устройства заключают контракт на питание, чтобы определить, сколько энергии они могут получить от зарядного устройства PD.
PPS — это последнее дополнение к стандарту PD 3.0. Протоколы PPS и PD легко взаимодействуют друг с другом. PPS позволяет повторно согласовывать нестандартные токи и напряжения между зарядным устройством и устройством, обеспечивая его максимальную мощность.
Быстрая зарядка (QC) является одним из наиболее распространенных протоколов быстрой зарядки на рынке и используется во многих популярных смартфонах. Стандарт зарядки поддерживает обратную совместимость, что означает, что зарядное устройство QC 4 + может быстро заряжать устройство QC 3.0. Быстрая зарядка обеспечивает быстрое питание за счет увеличения зарядного напряжения и мощности в процессе. QC 5, новейший стандарт технологии быстрой зарядки, позволяет заряжать смартфоны до 50% за пять минут.
В чем разница между PPS, PD и QC?
Программируемый источник питания PPS позволяет поэтапно изменять ток и напряжение. Это уменьшает потери при преобразовании во время зарядки, обеспечивая ее эффективность. Когда зарядка более эффективна, выделяется меньше тепла, а когда выделяется меньше тепла, срок службы батареи увеличивается.
ЗАРЯДКА Power Delivery
Первая версия USB Power Delivery, работающая через Micro-USB, предлагала 60 Вт при 3 А, что означает, что она также поддерживает напряжение 20 В. Это в четыре раза больше, чем в стандарте USB базового уровня. PD 1.0 на USB Type-A / B увеличил этот показатель до 5A, обеспечив мощность 100 Вт. Источник питания USB-C имеет два уровня мощности. PD 2.0 и 3.0 через USB-C имеют ту же номинальную мощность в 100 Вт, что и PD 1.0 через разъемы Type-A/ B. Однако Power Delivery 3.1 обеспечивает колоссальную мощность в 240 Вт за счет повышения напряжения.Ток USB PD никогда не превышает 5 А, но напряжение может быть динамически настроено в соответствии с потребностями устройства вплоть до максимального значения мощности для стандарта.
Подключение устройства
Когда зарядное устройство USB PD подключается к устройству, оно выполняет “рукопожатие”, запрашивая у устройства, сколько энергии ему требуется. USB PD поддерживает семь уровней напряжения: 5 В, 9 В, 15 В, 20 В, 28 В, 36 В и 48 В.
В последней версии USB PD устройство может запрашивать промежуточное напряжение, начиная с 15 В. Если к источнику питания USB PD подключено несколько периферийных устройств, то каждое устройство получает только необходимое ему количество энергии. Когда устройству требуется больше энергии, оно получает ее на время, необходимое для этой цели, а затем возвращается к более низкому уровню энергопотребления. Это позволяет устройствам быстро заряжаться через USB-соединение. Он обеспечивает высокоскоростную зарядку с переменным напряжением с помощью интеллектуального согласования с устройством. Устройства заключают контракт на питание, чтобы определить, сколько энергии они могут получить от зарядного устройства PD.
Может ли PPS заряжать ноутбуки?
Да, многие ноутбуки поддерживают протокол зарядки PPS и их можно заряжать быстрее, безопаснее и эффективнее.
Кабель имеет значение
Хотя часто об этом забывают, кабель, который проходит между вашим устройством и зарядным устройством USB PD, является важнейшим компонентом. Мощность может подаваться только с той скоростью, с которой может справиться кабель. Стандарт USB PD имеет строгие требования по безопасности для предотвращения перегрева кабелей.
Другими словами, вы можете получить определенный уровень мощности, например 100 Вт или 240 Вт, только в том случае, если используемый вами кабель поддерживает его. Обычно это указывается в технических характеристиках кабеля, но на практике зарядное устройство и кабель, например, будут согласовывать максимальную мощность, с которой может справиться самое слабое звено в цепи. Будь то зарядное устройство, кабель или само устройство.
Будьте осторожны с несертифицированными продуктами
Для того, чтобы такое устройство, как зарядное , заявляло, что оно является продуктом USB PD, оно должно соответствовать спецификациям USB PD. Это означает, что на устройстве будут отображаться логотипы USB Implementer Forum, соответствующие требованиям, и номера TID. Прежде чем покупать устройство USB-C, стоит провести небольшое исследование, чтобы избежать повреждения устройства! Другими словами, убедитесь, что вы покупаете хороший, высококачественный кабель, такой как наши: мощностью 240 Вт, сертифицированные Club 3D.
Что нового предлагает нам стандарт USB Power Delivery 3.0
С момента своего появления в 1996 г. протокол Universal Serial Bus (USB) многократно пересматривался – его история насчитывает уже три поколения стандартов, и в конце этого года должен выйти стандарт USB 4.0. При этом организация USB Implementer’s Forum (USB-IF), в компетенции которой входит пересмотр стандартов USB, параллельно занимается развитием и внедрением технологий USB-интерфейсов и технологии подачи питания через USB-шину USB Power Delivery (USB PD).
Интерфейс USB Type-C появился в 2014 г. и подарил нам миниатюрный изящный разъем с симметричными коннекторами, исключающими подключение кабеля «не той стороной». Кроме того, порт USB Type-C обеспечивает более высокую скорость передачи данных и более высокие значения напряжения/тока для зарядки устройств. Вместе со стандартом USB 3.1 вышел и соответствующий стандарт USB PD 2.0. В настоящий момент спецификациям USB 3.2 соответствуют спецификации PD 3.0. Давайте посмотрим, какие основные изменения отличают текущую версию PD 3.0 от PD 2.0, и какие тесты входят в программы и методики испытаний устройств на соответствие стандарту PD.
Спецификации USB PD регламентируют передачу энергии через шину USB, в том числе для быстрой зарядки подключенных к порту USB устройств. Они обеспечивают согласование источника и приемника энергии, при котором определяется количество энергии, поступающее от источника к приемнику. Настраиваемый диапазон напряжений зарядки Power Delivery – от 5 до 20 В. Используя стандартный кабель USB-C, можно получить до 60 Вт, а кабель USB Type-C с полным оснащением (в соответствии со стандартом ECMA) позволяет довести мощность до 100 Вт.
Еще один интересный аспект Power Delivery – энергия по зарядному кабелю может передаваться в обоих направлениях: например, если вы соединили кабелем USB-C два смартфона с поддержкой Power Delivery, то как первый смартфон может заряжаться от второго, так и второй от первого.
Протокол PPS (Programmable Power Supply) требует, чтобы принимающее устройство с поддержкой PPS при согласовании напряжения зарядки с источником могло последовательно запрашивать выходное напряжение источника с шагом 20 мВ (начиная с меньших значений). Кроме того, приемник может аналогично запрашивать у источника максимальный выходной ток с шагом 50 мА. Как минимум каждые 10 секунд приемник должен обращаться к источнику с контрольным запросом по напряжению/ току зарядки. В зависимости от нагрузки, источник работает в режиме постоянного напряжения или в режиме ограничения по току; режим ограничения по току используется только в том случае, когда приемник пытается получить ток, превышающий согласованное значение.
Сравнение версий Power Delivery 3.0 и 2.0
Между спецификациями PD по версии 2.0 и по последней версии 3.0 есть ряд существенных отличий.
Профили подачи питания Power Delivery Profiles (PDP). Начиная со спецификаций PD 1.0, характер энергообеспечения по USB определяли профили USB PD Power Profiles.
Пример от USB-IF. Слева – зарядное устройство с гарантированной мощностью зарядки (Assured-Capacity Charger) общей мощностью 60 Вт с сертификатом USB Charger 30 Вт. Справа – зарядное устройство с распределенной мощностью зарядки (Shared-Capacity Charger) общей мощностью 60 Вт с сертификатом USB Charger 27 Вт.
Профили PDP – это модернизированные профили Power Profiles, которые теперь показывают пользователю энергию зарядки, выраженную в ваттах (Вт); большее значение соответствует большей мощности. PDP – это наибольшее номинальное напряжение, умноженное на номинальный ток; номинальные значения напряжения и тока указаны в Power Delivery Objects (PDO).
Мировой стандарт USB-зарядки. Уже несколько лет USB-IF ведет работу по унификации и стандартизации всего, что связано с зарядкой устройств через USB. Международная электротехническая комиссия (International Electro-Technical Commission, IEC) уже давно приняла стандарт USB, а позднее – и стандарты USB Type-C и PD.
Многопортовые зарядные устройства USB PD. Стандарт PD 3.0 распространил профили PDP на многопортовые зарядные устройства. Стандарт выделяет две категории зарядных портов – с гарантированной мощностью зарядки (Assured-Capacity Ports) и с распределенной мощностью зарядки (Shared-Capacity Ports). В первом случае каждый порт обеспечивает свою номинальную мощность зарядки независимо от загруженности остальных портов. Во втором случае каждый порт способен обеспечить свою номинальную мощность зарядки в зависимости от оставшейся доступной мощности, распределяемой между несколькими портами. На зарядном устройстве указывается суммарная доступная мощность и максимальная мощность, которую может обеспечить любой из портов зарядного устройства. Например, если один порт такого устройства может обеспечивать зарядную мощность 30 Вт, то весь набор портов может претендовать на PDP 30 Вт.
Таблица тестов на соответствие стандарту USB Type-C, разработанная в USB-IF, включает в себя большое количество тестов, обязательных для продукции, сертифицируемой по этому стандарту. По существу, всё, кроме кабелей, должно тестироваться на соответствие функционалу USB Type-C по полной программе. Если устройство “поддерживает PD”, оно также должно пройти весь набор тестов на соответствие стандарту PD. Кроме того, предусмотрен ряд тестов на способность устройства взаимодействовать с другими устройствами (USB-C IOP), а также специальный набор тестов для устройств, используемых в качестве источников питания.
Испытательный стенд Voyager M310P подходит для тестирования устройств как по программе для стандарта PD 2.0, так и по программе для стандарта PD 3.0. Он оснащен аутентичными портами USB Type-C и позволяет тестировать как зарядные, так и принимающие устройства.
Протокол PPS. Еще одним результатом усилий USB-IF по созданию международного стандарта использования интерфейса USB Type-C стала концепция PPS, которая выделяет два типа энергообеспечения по USB: питание работающих устройств, подключенных к стационарному источнику, и зарядка батарей устройств для последующей автономной работы. В части питания от стационарного источника спецификации PPS соответствуют версии PD 2.0; модернизация PPS в PD 3.0 направлена на повышение эффективности зарядки батарей.
Для питания работающих устройств ключевое значение имеют характеристики стационарного источника напряжения, стабильный ток и способность шины USB работать с динамической нагрузкой. При зарядке батарей источник должен обеспечивать переменные напряжение и ток, а также учитывать скорость зарядки и температурную нагрузку. Большинство производителей батарей рекомендуют начинать с постоянного тока и постепенно возрастающего напряжения с последующим переходом на постоянное напряжение и постепенно убывающий ток.
Зарядное устройство с заданными параметрами PDO объявляет максимальные значения своих выходных параметров, из которых принимающее устройство выбирает наиболее подходящие. Зарядные устройства, работающие от стационарной электросети, обычно не в состоянии обеспечить быструю зарядку без существенного нагрева. Однако методология PPS подразумевает, что принимающее устройство может само осуществлять “микроуправление” режимом зарядки, периодически запрашивая источник о повышении напряжения с маленьким шагом. В результате зарядка осуществляется быстрее, причем с контролируемым нагревом, что способствует увеличению срока службы батарей. Как только источник доходит до определенного значения напряжения, приемник получает встречный запрос на переход в режим постоянного напряжения.
В PD 3.0 введены новые термины, касающиеся PPS. К зарядному устройству PD можно подключать самые разнообразные устройства, но стандарт PD нацелен на универсальность. Поэтому PPS-подход требует, чтобы принимающие устройства были более «умными», и рассчитывает на то, что принимающее устройство знает, сколько энергии ему нужно. В результате появился новый термин – APDO (Augmented PDO, PDO с приращением) – для обозначения зарядных устройств, предлагающих диапазон напряжений. И максимальное значение тока тоже должно быть определено. Принимающие устройства с поддержкой PPS теперь будут использовать так называемые RDO (Request Data Objects) для согласования параметров зарядки в реальном времени.
По словам USB-IF, к новым фишкам PD 3.0 для док-станций относится USB-хаб с функцией Fast Role Swap (FRS), которая позволяет источнику и приемнику питающего напряжения меняться ролями.
Технология Fast Role Swap (FRS). Эта новая фишка стандарта PD 3.0 разработана специально для USB-хабов и док-станций. Обычно пользователь подключает док-станцию к стенной розетке; таким образом, док-станция является источником питания для ноутбука или любого другого подключенного к ней устройства с поддержкой питания через USB-шину. Если внешнее напряжение пропадает, например, при случайном отключении док-станции от розетки, пользователь рискует потерять все несохраненные данные на USB-устройстве, подключенном в этот момент к док-станции.
На исчезновение напряжения сети переменного тока FRS-хаб отвечает быстрым переключением в режим “смены ролей”. Док-станция реагирует на потерю питающего напряжения, заземляя напряжение VCC в течение 60-120 мкс, что является сигналом для перехода в режим FRS. Док-станция имеет в своем составе удерживающие конденсаторы, которые способны поддерживать напряжение шины Vbus на уровне 5 В в течение как минимум 150 мкс после того, как Vbus фактически ушло в область значений ниже 5 В. Таким образом, после отключения внешнего напряжения док-станция некоторое время продолжает оставаться источником выходного напряжения Vbus, и за это время происходит переключение в режим Fast Role Swap.
После отключения питающего напряжения принимающее устройство, подключенное к док-станции, должно отслеживать VCC. Если VCC снижается в течение 30-60 мкс, оно формирует запрос на переход в режим Fast Role Swap, в котором принимающее устройство становится источником подаваемого на шину напряжения 5 В. Самое главное здесь – то, что функцию FRS поддерживают только порты DRP (Dual-Role Power), которые могут переключаться из режима подачи питания в режим приема и обратно.
Расширенный формат сообщений (Extended Messages). Стандарт PD 3.0 предлагает больший объем пакетов данных для передачи полезной информационной нагрузки – до 260 байт. Изначально размер пакетов был увеличен для обеспечения возможности передачи обновлений прошивки по каналу PD, но потом область их применения была расширена и теперь включает в себя передачу идентификационных данных, информации о батарее и др.
Что такое PPS
По мере того, как производительность смартфонов, планшетных компьютеров возрастает, а экраны становятся все больше и больше, их энергопотребление также резко возросло, и быстрая зарядка стала необходимостью. Однако каждый бренд разрабатывал свою собственную технологию быстрой зарядки, и многие из них несовместимы друг с другом, что доставляет потребителю массу неудобств, а это пустая трата ресурсов. В 2017 году Ассоциация USB-IF добавила программируемый источник питания (PPS) к стандарту USB PD 3.0, ожидая единой спецификации для современных решений для быстрой зарядки.
Так что же такое программируемый источник питания (PPS)? Стандарт PPS относится к источнику питания (зарядному устройству), который может обмениваться данными с подключенными на зарядку гаджетами каждые десять секунд, так что зарядка может динамически регулировать выходное напряжение и ток в соответствии с условиями спецификаций подключенных на зарядку устройств. Диапазон напряжения составляет от 3 до 21В с шагом в 0.02 В. Благодаря PPS, Ассоциация USB-IF также добавила «Шаговый тест напряжения PPS» и «Тест ограничения тока PPS», чтобы обеспечить динамическую регулировку тока и напряжения устройства во время процесса зарядки в соответствии со спецификациями Ассоциации.
Примечание
Существует два типа режимов быстрой зарядки: один — высокого напряжения и низкого тока, а другой — низкого напряжения и высокого тока. Недостаток первого режима заключается в том, что, хотя выдерживаемое напряжение аккумулятора смартфона составляет 4.2 В, а входное зарядное напряжение составляет 9 В (при быстрой зарядке), необходимо снизить напряжение до 4.2 В в смартфоне. То есть по кабелю от зарядки USB доставляется энергия с повышенным напряжением (например 9В или 12В), а уже в самом смартфоне происходит снижение напряжения до нужного значения для зарядки батареи (3.3 или 4.2 В). Снижение напряжения увеличит ток (что и производит быструю зарядку батареи), но и вызывает нагрев устройства. Это причина, почему Вы чувствуете повышение температуры на Вашем смартфоне при зарядке.