Зарядка с usb разъемом: Зарядка гаджетов через USB

Содержание

Зарядка гаджетов через USB

Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.

  1. Как это ни странно, некоторые мобильные устройства вообще не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).
  2. При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера (USB 2.0) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.
  3. Чтобы понимать, какие вообще контакты за что отвечают в разъёмах USB и как они нумеруются, прочтите статью «Распиновка USB 2.0». Вкратце: первый контакт в USB это +5 вольт, а последний — «земля».

Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые  мобильные  устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим  напряжениям  определяет  тип  зарядного  порта.  А  некоторые  — просто  проверяют  наличие  перемычки  между  контактами   2  и  3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Подробно вся эта кухня описана в статье «Типы зарядных портов».

Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.

Nokia, Fly, Philips, LG, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом ▼
Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.

Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний). ▼

Samsung, HTC и другие «Корейцы»: один резистор 30 кОм между +5 и перемычкой D-D+; другой резистор 10 кОм между GND и перемычкой D-D+ ▼

iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. ▼

Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже. ▼

Старая Motorola «требует» резистор

200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. ▼

Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5. ▼

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм. ▼

Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.
Правда, некоторые модели планшетов  можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.

На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.
Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник. ▼

Правда, к теме этой статьи он отношения не имеет.

Типы зарядных портов

Повторюсь, подробную информацию можно почерпнуть в статье Типы зарядных портов. Здесь же приведу сводную схему  напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.

Схема кликабельна ▼

Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:

  • удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения
  • узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА
  • внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro

Смежные материалы:

Все материалы по теме «Компьютер»
Все материалы по теме «Мобильное»
Все материалы по теме «Зарядное устройство»



Поделиться новостью в соцсетях

Как работает USB-зарядка или как не сжечь свой смартфон

Мир технологий наконец-то объединился вокруг одного стандарта зарядки после многих лет фирменных адаптеров и блоков питания. Мы уже даже видим некоторые намеки на новый разъем USB-C, который должен заменить существующий USB, а также USB Micro-B, который Samsung в свое время внедрил в линейку Galaxy. Но до этого, не беря во внимание Apple Lightning, разъем Micro USB уничтожил склонность всей отрасли к индивидуальным портам.

Десять лет назад нужно было убедиться, что у вас есть подходящая зарядка для каждого устройства. Сегодня вы можете зарядить свой телефон в гостях у друга, подключиться к любому компьютеру и загрузить фотографии с цифрового фотоаппарата прямо в телевизор с помощью одного провода. Но возникает другая проблема — мощность USB. Не все зарядные устройства USB, разъемы и кабели являются одинаковыми. Вы, вероятно, замечали, что некоторые USB-разъемы мощнее, чем другие. На некоторых настольных ПК, даже когда они включены, можно спокойно зарядить смартфон через USB за довольно короткое время.

Сейчас существует четыре вида USB — USB 1.0, 2.0, 3.0 и 3.1, не считая нового разъема USB-C. Кроме того, для большинства USB сетей существует два вида устройств – «хозяин» и периферийное устройство. В большинстве случает ПК это хозяин, а смартфон, планшет или камера – устройство. Энергия всегда поступает от хозяина к устройству, но данные могут течь в обоих направлениях.

А теперь цифры – разъем USB имеет четыре контакта, а кабель USB имеет четыре провода. Внутренние контакты переноса данных (D + и D-) и внешние штыри обеспечивают 5-вольтовое питание. С точки зрения фактических текущих параметров (миллиампер или мА), существует три вида USB портов – стандартный выходной порт, зарядный выходной порт и выделенный зарядный порт. Первые два могут быть найдены в компьютере, а третий встречается в «настенных» зарядках.
В USB 1.0 и 2.0 стандартный  выходной порт может выдать до 500 мА (0,5 А), в USB 3.0 значение повышается до 900 мА (0,9 А). Выходной порт зарядки и выделенный порт зарядки обеспечивают до 1500 мА (1.5A). USB 3.1 может иметь пропускную способность до 10 Гбит в режиме SuperSpeed, что примерно эквивалентно первому поколению Thunderbolt. Он также поддерживает силу тока 1.5A и 3A.
Коннектор USB-C будет совершенно другим. Во-первых, он универсален. Во-вторых, он обеспечивает в два раза большую пропускную способность по сравнению с USB 3.0 и может выводить больше энергии. Apple использовал USB-C в своем новом MacBook, как и Google в последнем Chromebook Pixel. Но есть также более старые разъемы, поддерживающие стандарт 3.1.
USB имеет возможность заряжать в спящем режиме, когда порты остаются активными при выключенном компьютере. Но кроме стационарных ПК на это способны и некоторые ноутбуки.

Есть много вариаций между обычными портами USB, рассчитанными на 500 мА и выделенными разъемами зарядки, которые варьируются до 3000 мА. Это приводит к довольно важному вопросу: если вы возьмете смартфон, который поставляется с зарядным устройством для розетки на 900 мА, и подключите его через зарядное устройство для iPad на 2100 мА, возникнут ли проблемы?

В общем, нет. Вы можете подключить любое USB -устройство через любой USB-кабелем в любой USB-разъем и ничего не взорвется, а более мощное зарядное устройство даже ускорит зарядку батареи.
Более конкретный ответ в том, что многое зависит от возраста устройства. Еще в 2007 году USB Implementers Forum представил спецификации зарядки батареи (Battery Charging Specification) со стандартизацией боле быстрых способов зарядки. Вскоре после этого  в USB-устройства начали реализовывать эти функции.
Если у вас современный девайс, то практически каждый смартфон, планшет и камеру можно подключить к разъему с высокой силой тока и наслаждаться преимуществами быстрой зарядки. Однако, если у вы пользуетесь устаревшими устройствами, они, вероятно, не будут работать с Battery Charging Specification. Они смогут работать только со старыми портами USB 1.0 и 2.0 (обычно 500 мА). В некоторых особо тяжелых случаях устройства можно заряжать с помощью компьютера только при наличии определенных драйверов.
Но есть еще несколько вещей, которые полезно знать. В то время, как компьютеры могут иметь два вида разъемов USB – стандартный выход и зарядный порт, производители редко маркируют их таковыми. В результате устройство может заряжаться только от одного из них. По этой же причине некоторые внешние устройства — жесткие диски и оптические приводы могут требовать больше энергии, чем порт USB может обеспечить, поэтому они имеют  Y-подобный кабель или дополнительный адаптер переменного тока.
В любом случае, USB сделал зарядку гаджетов намного проще. И если новый разъем USB-C обеспечит всю обещанную функциональность, все станет еще лучше, и мы навсегда избавимся от проблем с неправильным подключением.

via

Зарядное устройство с USB-разъемами Mercedes, A2138215700 — 2600 руб.

Аксессуары Мерседес

В нашем магазине представлены исключительно оригинальные сувениры и аксессуары Mercedes из европейской коллекции. Европейская коллекция самая крупная, регулярно обновляемая, создается в Германии. Существует также отдельная американская коллекция — чуть менее утонченная и более раскованная, что можно заметить по большому количество вещей, исполненных в совершенно разных стилях и направлениях, но в Россию она не поставляется.

Mercedes-Benz Collection — самая крупная и самая разнообразная коллекция среди всех автопроизводителей. Все предметы коллекции отличаются высочайшим качеством и утонченным стилем. Коллекция сувениров и аксессуаров Мерседес и должна быть такой — это дополнительный признак многолетнего лидерства автомобилей Мерседес в премиум сегменте. В то время как другие автопроизводители выбиваются из сил в попытках догнать лидера, сам Мерседес остается недосягаемым — все дело в очень мудрой расстановке приоритетов, главными из которых на протяжении многих лет остаются безопасность пассажиров, респектабельность, разумный консерватизм и изысканность каждой детали. Не случайно по всему миру бытует выражение: владельцы BMW всегда куда-то опаздывают, а владельцы Мерседес уже везде успели.

Данная коллекция очень точно отражает более чем вековую политику Мерседес — каждый экземпляр коллекции выглядит солидно, дорого и тем самым подчеркивает статус владельца. Именно по этим причинам сувениры и аксессуары Mercedes Benz по всем миру заслуженно являются отличными подарками для владельцев Мерседес и других людей, уважающих этот бренд.

Коллекция содержит множество особенно стильных и нестандартных экземпляров, являющихся оригинальной идеей для подарка:

Присмотритесь повнимательнее и Вы обязательно найдете изумительный подарок владельцу Мерседес. Например, для офиса прекрасно подходят:


На рабочем столе будет отлично смотреться масштабная модель автомобиля или историческая модель, которых в коллекции, также, очень много. Для любителей отдыха на природе весьма интересными будут мангалы и наборы для барбекю. Рыбакам понравятся удобные и легкие складные кресла, а любителям делать что-то своими руками — многочисленные наборы инструментов. Особо можно выделить мужские и женские маникюрные наборы Мерседес — очень полезная и стильная вещь, которая также будет превосходным подарком.


Лидеры продаж в коллекции Мерседес: 

Интересное отличие коллекции еще и в том, что предметы этой коллекции весьма часто покупают не владельцы этих автомобилей и даже не увлеченные автомобилями, а люди ценящие стильные и качественные вещи — это говорит о многом! Очень похоже на покупателей одежды Ferrari и Porsche — ее в 90% случаев покупают те, кто только мечтает стать владельцем, другими словами, люди просто хотят быть ближе к мечте и это у них отлично получается.

Что такое USB Type-C? — android.mobile-review.com

25 апреля 2019

Константин Иванов

Facebook

Twitter

Вконтакте

По материалам androidauthority.com

Если в последние пару лет вам посчастливилось обзавестись новым смартфоном, есть большая вероятность, что в нем именно такой порт для зарядки и, возможно, даже для аудио. Он носит официальное название USB Type-C, и какой бы стороной вы ни воткнули кабель в аппарат, вы не ошибетесь.  Однако новый стандарт – это не просто универсально подключающаяся версия старого micro-USB. Рассмотрим поподробнее, что же это такое, USB Type-C, и какие преимущества он дает.

USB Type-C крупным планом

Для начала – немного истории. Сам разъем USB родом из 1996 года, это тот самый USB Type-A, который вы по-прежнему можете видеть в ноутбуках и ПК. В 2000 году появился разъем micro-USB вместе с USB 2.0, и до появления USB Type-C в 2014 году им оснащалось большинство мобильных устройств.

USB Type-A, B, micro и mini различаются только формой самого разъема, а все основные внутренние подключения у них одинаковы. Более быстрые кабели и порты USB 3.0 могут похвастаться дополнительным высокоскоростным каналом передачи данных. В USB Type-C в три раза больше пинов, чем в USB 3.0 – 24 вместо 8. Таким образом, это не просто универсальный разъем, в USB Type-C вместе с числом пинов значительно выросло количество возможностей.

Но несмотря на такое увеличение числа пинов, USB Type-C – это очень маленький разъем, который занимает не больше места, чем старый USB micro-B. Отчасти поэтому он так быстро распространился в смартфоностроении.

Как видно на графике выше, USB Type-C имеет обратную совместимость с USB 3.0 и даже более старыми кабелями 2.0, и в нем сохранились пины, которые использовались для этих традиционных протоколов передачи данных. В продаже имеется огромное количество кабелей Type-C – Type-A или micro-B, но с ними вы не сможете воспользоваться рядом преимуществ USB Type-C, и такая ситуация привела к проблемам с быстрой зарядкой смартфонов.

Скорость передачи данных и зарядка

Новая распиновка оказала определенное влияние как на скорость передачи данных, так и на зарядку устройств. Что касается скоростей, USB Type-C был разработан, чтобы обеспечивать те же скорости, что USB 3.1/Gen2, то есть до 10 Гбит/с. Это в два раза превосходит возможности стандартного USB 3.0, который дает 5 Гбит/с, и больше чем в 20 раз превосходит возможности USB 2.0 с его 480 Мбит/с.

Переход на разъем USB Type-C должен был упростить ситуацию, уверив пользователей в том, что все новые устройства дают максимально возможную скорость. Однако из-за потребности в обратной совместимости только полноценные кабели и разъемы USB Type-C гарантируют скорости передачи данных на уровне USB 3.1, а ряд устройств при этом могут обеспечить лишь скорости на уровне USB 2.0, несмотря на наличие нового разъема. Также стоит помнить, что если вы подключаетесь к разъемам, обладающим обратной совместимостью, через переходник, как, например, с Type-C на Type-A, вам будут доступны только более низкие скорости, свойственные более старому разъему.

Более того, разъем Type-C  также используется и в стандарте Thunderbolt 3, который обеспечивает даже большие пиковые значения скорости передачи данных, до 40 Гбит/с, а также поддержку передачи видео через коннектор DisplayPort.

USB Type-C разработан не только для передачи данных, но и для зарядки любых гаджетов, и не только мобильных. Разъем может принимать и отдавать до 100 Вт, что делает его пригодным и для зарядки ноутбуков и других устройств. И здесь все усложняется, поскольку для зарядки USB-устройств существует множество различных стандартов и протоколов.

По умолчанию разъемы USB 2.0 обеспечивают зарядку до 5 В, 0.5 A, значения для разъемов 3.0 увеличиваются до  5 В, 0.9 A. USB Type-C превосходит их, обладая поддержкой силы тока 1.5 A и 3.0 A за счет двойного подключения. Опять-таки, сама форма разъема не гарантирует вам конкретных возможностей зарядки, но теоретически Type-C обеспечивает более высокую скорость зарядки устройства из коробки.

Вдобавок к дефолтным возможностям зарядки, устройства с Type-C могут быть полностью совместимы с характеристиками USB Power Delivery, что может быть использовано как дополнение к  базовым возможностям зарядки, дающее до 100 Вт. Впрочем, Power Delivery не ограничен только устройствами с Type-C и работает при подключении к  Type-A и другим разъемам с нужными характеристиками.

Подытоживая, устройства с USB Type-C должны обеспечивать более быструю передачу данных и зарядку, чем их предшественники. Однако конкретные результаты зависят от производителей и совершенно необязательно – от типа разъема.

Много задач – один порт

Вдобавок к передаче данных и зарядке, USB Type-C разработан для поддержки широкого спектра различных режимов и стандартов, то есть как универсальное решение для ряда технологий. Поддерживается определенное количество аудио- и видеорежимов, и разъем тут призван заменить 3.5 мм и кабель HDMI.

Что касается аудио, разъем поддерживает цифровой звук  по спецификации USB Audio Class включая новейшую версию 3.0. Аналоговые наушники также поддерживаются через коннектор в режиме Audio Adapter Accessory Mode, который переназначает SBU порта и CC пинов слева направо и обеспечивает подключение микрофона. При этом подключении устройства могут также получать питание с параметрами тока 5В 0,5 А.

Видео через разъем может идти в различных стандартах, таких как  HDMI, superMHL и DisplayPort. Они работают через Alternate Mode, который освобождает пины SBU и для высокоскоростной передачи данных для использования другими стандартами. HDMI Alt mode доступен через  переходник, поддерживает разрешение до 4К, звук вокруг и даже воспроизведение контента в 3D.

Display Port over USB-C поддерживается разъемами USB 2.0, 3.1 и Thunderbolt, обеспечивая возможность воспроизведения в  4K 60 Гц 24-бит HDR, разрешение максимум 8K и многоканальный звук. Наконец, superMHL работает с USB 2.0 и 3.1 через переходник на Type-C с разрешением 4K и  8K до 60fps на достаточно быстрых устройствах. Поддерживается Dolby Atmos, также как присутствует обратная совместимость с существующими спецификациями MHL.

Впрочем, все эти режимы также требуют дополнительных аппаратных и программных возможностей, не только нужного порта, так что в каждом случае нужно смотреть на возможности конкретно вашего устройства.

Заключение

Таким образом, USB Type-C – сложный разъем, не только благодаря его физическим характеристикам. Этот стандарт обеспечивает широкий спектр возможностей – больший, чем когда бы то ни было, от более быстрой передачи данных и зарядки до дополнительных мультимедийных возможностей.

И несмотря на все преимущества, которые должны привлекать пользователей, этот стандарт им сложнее всего понять. Один разъем – много функций: звучит привлекательно, однако опциональность поддержки ведет к тому, что просто посмотрев на разъем, нельзя точно узнать его возможности. От покупателя устройства требуется определенная подкованность в вопросе – понять, что вы приобрели нужный продукт с поддержкой USB Type-C и нужные кабели, сложнее, чем с предшествующими стандартами. И в этом нет ничего хорошего.

И несмотря на то, что USB Type-C – это намного больше, чем просто универсальный разъем, по иронии, именно возможность не ошибиться, вставляя кабель в разъем, делает его такой привлекательной фишкой при выборе устройства.

В чем преимущество USB Type-C на смартфонах?

USB Type-C — универсальный 24-пиновый разъем, который служит для зарядки многих современных смартфонов, а в некоторых заменяет и стандартный 3,5 мм аудиоджек. Но это не все, чем может похвастаться USB-C. Подробнее о разъеме мы рассказывали здесь.

Удобство подключения

Наверное, изобретателю USB-C просто очень надоело переворачивать USB-A.

Самым очевидным преимуществом USB-C является его конструкция: Type-C всегда попадает в гнездо с первого раза, потому что этот порт полностью симметричен. Контакты в двустороннем разъеме сложнее повредить, ведь кабель подойдет в любом положении, как бы вы его не переворачивали.

Компактность

Во многих моделях, где установлен USB-C, нет отдельного разъема для наушников. Пользователи зачастую ругают эту тенденцию, мол «не хотим покупать новые наушники или использовать переходник, верните 3,5 мм джек». Однако производителей можно понять: отказ от аудио разъема в пользу Type-C позволяет сделать смартфон максимально тонким.

Универсальность

Type-C призван заменить все существующие разъемы — и это не преувеличение. На смартфонах он уже объединил аудио выход и разъем для зарядки, а также служит для подключения док-станций и внешней периферии. Отсюда следует следующее преимущество — смартфон с USB-C может работать в десктопном режиме.

Десктопный режим

Благодаря USB-C флагманские смартфоны, например, последний Samsung Galaxy S9, легко превратить в настоящий настольный компьютер. Через USB Type-C гаджет можно подключить к специальной док-станции и передавать данные на внешний монитор. В общей сложности USB-C позволяет подключить до шести периферийных устройств, включая мониторы с DisplayPort, аудио устройства, всевозможные клавиатуры и мышки.

Высокая скорость передачи данных

USB Type-C 3.1 обеспечивает скорость передачи данных до 10 Гбит/с. Это позволяет смартфонам передавать на внешний монитор видео в разрешении 4К и быстро переносить по проводу огромные файлы. Однако не все USB-C работают по скоростному стандарту 3.1. Пропускная способность более старого 3.0 — «всего» до 5 Гбит/с, а 2.0 — до 480 Мбит/с.

Главный подвох заключается в том, что невозможно на глаз определить стандарт USB, который поддерживает смартфон. Например, в Galaxy S8 и Huawei P20 установлен Type-C 3.1 (10 Гбит/с, соответственно), а в Xiaomi Mi 8 — внешне абсолютно такой же USB-C, но 2.0 (480 Мбит/с). Так что если вы хотите быстро передавать файлы на ПК или транслировать тяжелые видео, обращайте внимание не только на наличие у гаджета USB-C, но и на его стандарт.

Быстрая зарядка

Чем быстрее заряжается смартфон — тем лучше, и можно смело сказать, что гаджеты с USB-C бьют в этом плане все рекорды. Type-C стандарта 3.1, позволяет передавать заряд мощностью в 100 Вт (5 А) — эта технология называется USB Power Delivery. Стандарт уже используют в ноутбуках, и на его основе работает технология быстрой зарядки смартфонов Quick Charge 4. Кроме того, многие производители разрабатывают собственные функции быстрой зарядки, совместимые с Type-C. Например, Honor 10 поддерживает фирменную технологию Honor Supercharge, которая позволяет полностью зарядить гаджет всего за 50 минут.

Большинство преимуществ USB-C, например супербыстрая зарядка и высокая скорость передачи данных, — доступны лишь флагманским моделям. При этом ни один смартфон пока не поддерживает передачу заряда мощностью 100 Вт. Однако прослеживается тенденция, при которой USB-C все чаще появляется в смартфонах среднего класса, например Xiaomi Mi A2. Такими темпами micro-USB останутся только у бюджетников, и все ненавистники переходников на 3,5 мм будут ностальгировать по старым добрым временам.

Читайте также:

USB Type-C: универсальный разъем для всего

Первая версия шины Universal Serial Bus (USB) была представлена в 1995 году. Именно USB стал наиболее успешным интерфейсом за всю историю вычислительных систем. Десятки миллиардов устройств связываются между собой посредством USB, потому важность данного канала передачи данных сложно переоценить. Похоже, с появлением разъема USB Type-C, наше представление о возможностях и роли универсальной шины может кардинально измениться. Прежде чем говорить о перспективах, давайте посмотрим, что же предлагает универсальный коннектор нового формата.

Преимущества и недостатки интерфейсного разъема нового формата уже некоторое время обсуждается в сети. Спецификация USB Type-C была окончательно утверждена еще в конце лета прошлого года, однако тема универсального разъема вызвала активный интерес после недавнего анонса ноутбка Apple MacBook, а также новой версии Chromebook Pixel, оснащенных USB Type-C.

Конструкция. Удобное подключение

Коннектор USB Type-C немного крупнее привычного USB 2.0 Micro-B, однако заметно компактнее сдвоенного USB 3.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A.

Габариты разъема (8,34×2,56 мм) позволяют без особых сложностей использовать его для устройств любого класса, включая смартфоны/планшеты с минимально разумной толщиной корпуса.

Конструктивно разъем имеет овальную форму. Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой стойке в центральной части. Контактная группа USB Type-C включает 24 вывода. Это гораздо больше, чем у разъемов USB предыдущего поколения. На нужды USB 1.0/2.0 выделялось всего 4 контакта, а разъемы USB 3.0 имеют 9 выводов.

Первая очевидная выгода USB Type-C – симметричный разъем, позволяющий не задумываться над тем, какой стороной подсоединить штекер к розетке. Извечная проблема устройств с USB-коннекторами любого формата теперь наконец-то решена. При этом решение задачи достигается не банальным дублированием всех контактных групп. Здесь используется определенная логика автоматического согласования и коммутации.

Еще один приятный момент – с обеих сторон интерфейсного кабеля располагаются идентичные разъемы. Потому, используя USB Type-C, не нужно выбирать, какой стороной проводника подсоединять ведущее и ведомое устройства.

Внешняя оболочка коннектора не имеет никаких отверстий или вырезов. Для его фиксации в разъеме используются внутренние боковые защелки. Штекер должен достаточно надежно удерживаться в разъеме. Люфтов, подобных тем, что можно было наблюдать у USB 3.0 Micro-B, здесь быть не должно.

Многих наверняка волнует физическая надежность нового коннектора. Согласно заявленным характеристикам, механический ресурс разъема USB Type-C составляет порядка 10 000 подключений. Точно такой же показатель характерен и для порта USB 2.0 Micro-B.

Отдельно отметим, что USB Type-C не является интерфейсом передачи данных. Это тип разъема, позволяющий связать воедино различные сигнальные и силовые линии. Как видим, коннектор элегантен с инженерной точки зрения, а главное – должен быть удобен в использовании.

Скорость передачи данных. 10 Гб/c не для всех?

Одно из преимуществ USB Type-C – возможность использования для передачи данных интерфейса USB 3.1, сулящего повышение пропускной способности до 10 Гб/с. Однако, USB Type-C и USB 3.1 – это не равнозначные термины и точно не синонимы. В формате USB Type-C могут быть реализованы возможности как USB 3.1, так и USB 3.0 и даже USB 2.0. Поддержку той или иной спецификации определяет интегрированный контроллер. Конечно, с большей вероятностью порты USB Type-C будут появляться на устройствах, поддерживающих высокую скорость передачи данных, но это не догма.

Напомним, что даже при реализации возможностей USB 3.1 возможны отличия в максимальной скорости передачи данных. Для USB 3.1 Gen 1 – это 5 Гб/с, USB 3.1 Gen 2 – 10 Гб/с. Кстати, представленные Apple Macbook и Chromebook Pixel имеют порты USB Type-C с пропускной способностью 5 Гб/с. Ну, а наглядным примером того, что новый интерфейсный разъем очень вариативен, является планшет Nokia N1. Он также оснащен коннектором USB Type-C, но его возможности ограничены USB 2.0 с пропускной способностью 480 Мб/c.

Обозначение «USB 3.1 Gen 1» можно назвать своеобразной маркетинговой уловкой. Номинально подобный порт имеет возможности идентичные таковым для USB 3.0. Более того, для данной версии «USB 3.1» могут использоваться те же контроллеры, что и для реализации шины предыдущего поколения. На начальном этапе такой прием наверняка активно будут применять производители, выпуская новые устройства с USB Type-C  для которых не нужна максимальная  пропускная способность. Предлагая устройство с коннектором нового типа, многим захочется представить его в выгодном свете, заявив о наличии не только нового коннектора, но и поддержке USB 3.1, пусть даже и условной.

Важно понимать, что номинально порт USB Type-C может использоваться для максимально производительного подключения на скоростях до 10 Гб/c, но, чтобы получить такую пропускную способность, ее должны обеспечивать подключаемые устройства. Наличие USB Type-C  не является показателем реальных скоростных возможностей порта. Их стоит предварительно уточнять в спецификациях конкретных продуктов.

Некоторые ограничения также имеют кабели для подсоединения устройств. При использовании интерфейса USB 3.1, для передачи данных без потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.

Передача энергии. Агрегат на 100 Вт

Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для  питания/зарядки мобильных устройств, но и для беспроблемной работы ноутбуков, мониторов или, например, «больших» внешних накопителей формата 3,5”.

При изначальной разработке шины USB, передача энергии была второстепенной функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мышки/клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получить уже 2,5 Вт. Этого зачастую хватало для питания, например, внешних жестких дисков формата 2,5”. Для USB 3.0 номинально предусмотрена сила тока в 0,9 А, что при неизменном напряжении питания в 5В уже гарантирует мощность в 4,5 Вт. Специальные усиленные разъемы на материнских платах или ноутбуках способны были выдавать до 1,5 А для ускорения зарядки подключенных мобильных устройств, но это все еще 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим.  Однако, чтобы порт USB Type-C наполнился необходимыми мощностями, нужна поддержка спецификации USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Если таковой нет, порт USB Type-C штатно сможет выдать на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) или 15 Вт (3А, 5 В) в зависимости от конфигурации.

Чтобы упорядочить энергетические возможности портов с USB PD, была разработана система силовых профилей, предусматривающих возможные комбинации напряжений и токов. Соответствие  Profile 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, Profile 2 – 18 Вт, Profile 3 – 36 Вт, Profile 4 – 60 Вт, Profile 5 – 100 Вт. Порт, соответствующий профилю более высокого уровня, поддерживает все состояния предыдущих по нисходящей. В качестве опорных напряжений выбраны 5В, 12В и 20В. Использование 5В необходимо для совместимости с огромным парком имеющейся USB-периферии. 12В – стандартное напряжение питания различных компонентов систем. 20В предложено с учетом того, что для зарядки аккумуляторов большинства ноутбуков используются внешние БП на 19–20В.

Конечно, хорошо, когда устройство оснащено USB Type-C, поддерживающим максимальный энергетический профиль USB PD. Именно такой разъем позволяет передавать до 100 Вт энергии. Очевидно, что порты с подобным потенциалом могут появиться на некоторых мощных ноутбуках, специальных док-станциях или материнских платах, где для нужд USB Type-C будут выделены отдельные фазы внутреннего блока питания. Речь о том, что требуемую мощность необходимо как-то сгенерировать и подвести к контактам USB Type-C. Да и для передачи энергии такой мощности потребуются активные кабели.

Здесь важно понимать, что не любой порт нового формата сможет обеспечить заявленную мощность в 100 Вт. Потенциальная возможность для этого есть, однако данный вопрос обязательно должен быть решен производителем на уровне схемотехники. Также не стоит питать иллюзий на счет того, что вышеуказанные 100 Вт можно будет получить, скажем, от блока питания размером со спичечную коробку и теперь зарядкой от смартфона можно будет запитать свой игровой ноутбук и подключенный к нему 27-дюймовый монитор. Все же закон сохранения энергии продолжает работать, а потому внешний БП на 100 Вт  с портом USB Type-C будет представлять собой все такой же увесистый брусок, как и ранее. В целом же сама возможность передачи энергии такой мощности с помощью универсального компактного разъема – это, конечно же, плюс. Как минимум, прекрасная возможность избавиться от разнобоя оригинальный силовых коннекторов, которыми особо часто грешат производители ноутбуков.

Еще одна полезная особенность  USB Type-C – возможность смены направления передачи энергии. Если позволяет схемотехника устройств, потребитель может, например, на время стать источником заряда. Причем для обратного энергетического обмена не понадобится даже переподключение разъемов.

Альтернативный режим. Не USB единым

Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсально решения. Помимо непосредственной передачи данных по USB, он может также использоваться в альтернативном режиме (Alternate Mode) для реализации сторонних интерфейсов. Такую гибкость USB Type-C использовала ассоциация VESA, внедрив возможность передачи видеопотока посредством DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C располагает четырьмя высокоскоростными линиями (парами) Super Speed USB. Если две из них выделяются на нужды DisplayPort, этого достаточно для получения картинки с разрешением 4 K (3840×2160). При этом не страдает скорость передачи данных по USB. На пике это все те же 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Также передача видеопотока никак не влияет на энергетические способности порта. На нужды DisplayPort может быть выделено даже скоростных 4 линии. В этом случае будет доступны режимы вплоть до 5K (5120×2880). В таком режиме остаются не задействованы линии USB 2.0, потому USB Type-C все еще сможет параллельно передавать данные, хотя уже с ограниченной скоростью.

В альтернативном режиме для передачи аудиопотока используются контакты SBU1/SBU2, которые преобразуются в каналы AUX+/AUX-. Для протокола USB они не задействуются, потому здесь тоже никаких дополнительных функциональных потерь.

При использовании интерфейса DisplayPort, коннектор USB Type-C по-прежнему можно подключать любой стороной. Необходимое сигнальное согласование предусмотрено изначально.

Подключение устройств с помощью HDMI, DVI и даже D-Sub (VGA) также возможно, но для этого понадобятся отдельные переходники, однако это должны быть активные адаптеры, так как для DisplayPort Alt Mode, не поддерживается режим Dual-Mode Display Port (DP++).

Альтернативный режим USB Type-C может быть использован отнюдь не только для протокола DisplayPort. Возможно, вскоре мы узнаем о том, что данный порт научился, например, передавать данные с помощью PCI Express или Ethernet.

Совместимость. Трудности «переходникового» периода

Если говорить о совместимости  USB Type-C с устройствами, оснащенными портами USB предыдущего поколения, то, подключить их напрямую не представляется возможным из-за принципиальных отличий конструкции коннекторов. Для этого понадобится воспользоваться переходниками. Их ассортимент обещает быть очень широким. Конечно, речь не только о конвертации USB Type-C на формат других типов USB. Переходники для вывода изображения на экраны с традиционными портами DisplayPort, HDMI, DVI и VGA также будут доступны.

Apple одновременно с анонсом нового MacBook предложила несколько вариантов переходников. Одиночный USB Type-C на USB Type-A оценен в $19.

Учитывая наличие всего одного USB Type-C, владельцу MacBook наверняка не обойтись без универсального более функционального конвертора. Apple представила два таких адаптера. Один на выходе имеет сквозной порт USB Type-C, VGA и USB Type-A, второй вариант оснащен HDMI вместо VGA. Стоимость таких коробков – $79. Блок питания на 29 Вт с нативным USB Type-C завесил на $49.

Google для новой системы Chromebook Pixel предлагает одиночные переходники с USB Type-C на Type-A (вилка/розетка) ценой $13, за конвертер на DisplayPort и HDMI придется заплатить $40. Блок питания на 60 Вт оценен в $60.

От производителей оборудования традиционно не стоит ожидать гуманных ценников на дополнительные аксессуары. Производители переходников в предвкушении спроса на свои новые продукты. Belkin уже готова отгружать километры проводников, но их стоимость также низкой не назовешь ($20–30). Компания также анонсировала, но еще не представила переходник с USB Type-C на гигабитный порт Ethernet. Стоимость пока не объявлена, есть информация лишь о том, что он будет доступен в начале лета. Забавно, но, похоже, что до этого момента, чтобы подключиться к проводной сети, понадобится сразу использовать два переходника. Вполне возможно, что кто-то окажется расторопнее Belkin, раньше предложив соответствующий адаптер.

О заметном снижении цены можно будет говорить лишь после того, как аксессуарами с USB Type-C плотно займутся куда менее известные компании из «Поднебесной».  Учитывая, какие перспективы открываются, полагаем, что за ними дело не станет.

Устройства с USB Type-C. Кто-то должен быть первым

Номинально первым устройством, оснащенным портом USB Type-C стал планшет Nokia N1. По крайней мере, именно это устройство стало предвестником того, что порты нового формата покинули лаборатории разработчиков и «идут в народ».

Любопытное устройство, но,  к сожалению, пока оно предлагается достаточно ограниченным тиражом. Планшет имеет нативный порт USB Type-C, хотя для передачи данных используется протокол USB 2.0.

Пожалуй, наиболее знаковым продуктом, который поможет повысить популярность USB Type-C, стал недавно представленный Apple MacBook. 12-дюймовый ноутбук оснащен единственным интерфейсным разъемом, потому его владельцы так или иначе станут первопроходцами, которые будут приспосабливаться к жизни с USB Type-C.

С одной стороны Apple очевидно поддержала развитие нового стандарта, более того, инженеры компании непосредственно участвовали в разработке USB Type-C. С другой – обновленные версии Macbook Air и MacBook Pro не получили данный коннектор. Значит ли это, что в более «тяжелой» категории устройств производителя USB Type-C в ближайший год не пропишется? Спорно. Ведь наверняка Apple не сможет удержаться от обновления линейки ноутбуков после осеннего  анонса  новой мобильной платформы Intel с процессорами Skylake. Возможно, именно тогда купертинцы выделят место на интерфейсной панели для USB Type-C.

Еще более неоднозначна ситуация с планшетами и смартфонами. Будет ли Apple использовать для них USB Type-C вместо Lightning? Проприетарный разъем в плане возможностей заметно уступает новому универсальному порту, но как быть с оригинальной периферией, накопившейся у пользователей мобильных продуктов Apple c 2012 года? Ответы на эти вопросы мы узнаем с обновлением или расширением линеек iPhone/iPad.

Компания Google представила второе поколение стильных ноутбуков Chromebook Pixel. Системы на Chrome OS до сих пор остаются достаточно нишевыми решениями, но качество систем Google подкупает, к тому же в этот раз они в авангарде устройств, предлагающих приобщиться к USB Type-С. Ноутбуки оснащены парой соответствующих разъемов. Однако, для подстраховки  Chromebook Pixel имеют и два классических разъема USB 3.0.

В целом, представители Google весьма воодушевлены возможностями нового разъема, рассчитывая на появление в ближайшем времени мобильных устройств на Android с разъемом USB Type-C. Бескомпромиссная поддержка крупнейшего платформодержателя – весомый аргумент для других игроков рынка.

Производители материнских плат пока не особо торопятся добавлять порт USB Type-C для своих устройств. Недавно компания MSI представила модель MSI Z97A GAMING 6, которая оборудована таким коннектором со скоростью передачи данных до 10 Гб/c.

Компания ASUS предлагает внешний контроллер USB 3.1 с портом USB Type-C, который устанавливается на любую плату со свободным слотом PCI Express (x4).

Периферийных устройств с нативным USB Type-C пока откровенно маловато. Наверняка многие производители не торопились с анонсом, ожидая появления систем с которыми можно будет использовать продукты с USB Type-C. В целом, это типичная ситуация при внедрении очередного отраслевого стандарта.

Сразу после анонса Apple MacBook, компания LaCie представила серию портативных внешних жестких дисков с USB Type-C.

SanDisk уже предлагает на пробу флеш-накопитель с двумя разъемами – USB 3.0 Type-A  и USB Type-C. Аналогичный продукт предлагает и менее известная Microdia.

Наверняка вскоре мы увидим значительное расширение ассортимента устройств с USB Type-C. Маховик перемен медленно, но верно будет раскручиваться.  Поддержка «больших» компаний способна повлиять на ситуацию и ускорить этот процесс.

Итоги

Необходимость в универсальном компактном разъеме, который можно было бы использовать для передачи данных, видео-аудиопотоков и электроэнергии, назрела уже довольно давно. Учитывая обоюдный интерес, как со стороны пользователей, так и производителей оборудования, есть все предпосылки для того, чтобы USB Type-С «выстрелил».

Компактные размеры, простота и удобство подключения наряду с широкими возможностями сулят коннектору перспективы повторить успех своего предшественника. Привычный порт USB несколько раз модернизировался, однако пришло время кардинальных изменений. 10 Гб/c с возможностью дальнейшего масштабирования, передача энергии мощностью до 100 Вт и картинка с разрешением до 5К. Неплохо для старта?  Еще один аргумент в копилку USB Type-C – открытый стандарт, не требующий от производителей лицензионных отчислений. Предстоит еще большая работа, но впереди виден результат, ради которого стоит пройти этот путь.

Как работает зарядка USB, или как не спалить свой смартфон | hardware

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:

Назначение сигналов:

Мнем. Вывод Функция
GND A1, A12, B1, B12 Земля, общий провод для питания и всех сигналов.
TX1+ A2 Канал 1 передачи. Используется для USB или альтернативных режимов работы.
TX1- A3
TX2+ B2 Канал 2 передачи. Используется для USB или альтернативных режимов работы.
TX2- B3
RX1+ B11 Канал 1 приема. Используется для USB или альтернативных режимов работы.
RX1- B10
RX2+ A11 Канал 2 приема. Используется для USB или альтернативных режимов работы.
RX2- A10
VBUS A4, A9, B4, B9 + питания. Опционально по спецификации USB PD (PD обозначает Power Distribution) тут может быть напряжение +5V, +9V, +12V и +20V (в зависимости от ревизии интерфейса).
SBU1 A8 SBU расшифровывается как SideBand Use, т. е. «для стороннего использования». Обычно применяется для передачи аналогового стереосигнала аудио.
SBU2 B8
CC1 A5 Контакты для определения ориентации подключения разъема, канал коммуникации PD. B5 только на гнезде, расположенном на корпусе устройства.
CC2 B5
VCONN B5 Только на коннекторе кабеля.
D+ A6, B6 Канал данных (B6 только на гнезде, расположенном на корпусе устройства).
D- A7, B7 Канал данных (B7 только на гнезде, расположенном 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]

1. How USB Charging Works, or How to Avoid Blowing Up Your Smartphone site:extremetech.com.
2. Thunderbolt (interface) site:wikipedia.org.
3. Lightning (connector) site:wikipedia.org.
4. Качество кабеля USB и зарядка смартфона.
5. Quick Charge Device List site:qualcomm.com.

Часто задаваемые вопросы о зарядном устройстве USB

| CMD

Щелкните по ссылкам ниже, чтобы перейти к соответствующим разделам:

Что такое USB-порт для зарядки?

USB означает универсальную последовательную шину (USB), а вычислительный термин «шина» относится к системе, которая передает данные между компьютерами или между компонентами внутри компьютера.

Порты используются для подключения одного устройства к другому. К таким устройствам относятся: компьютерные мыши, смартфоны, принтеры и клавиатуры.

Чтобы эти устройства могли функционировать, порт USB также передает определенное количество электрического тока от основного (питаемого) устройства (хоста) к его периферийным устройствам.

Как работает зарядное устройство USB?

В сети USB есть хост и устройство. Хостом обычно является ПК или модуль питания, который позволяет заряжать напрямую от источника питания.

USB передают как данные, так и питание. Традиционно мощность текла только в одном направлении — от хоста к устройству. Однако достижения в технологии доставки энергии означают, что ее можно передавать в обоих направлениях.

Самый распространенный тип USB-порта имеет 4 контакта, соответствующие 4 проводам USB-кабеля для зарядки.Контакты на внутренней стороне позволяют передавать данные, а выходные контакты проводят электрический ток. Более поздняя версия USB включает еще 5 контактов с совместимыми кабелями для зарядки с дополнительными 5 проводами.

Существует 3 основных типа портов для зарядки. Это следующие:

Тип порта USB Выходная мощность Устройства с портом

Стандартный нисходящий порт (SDP)

0.1А при подключении

0,5 А при настройке на высокую мощность

ПК, ноутбук

Выходной порт (CDP)

до 1,5 А

ПК, ноутбук

Выделенный порт зарядки (DCP)

Более 1,5 А, согласно зарядному устройству

Модуль питания USB, зарядное устройство

Может ли модуль питания USB заряжать несколько устройств?

Да.Модули питания USB предназначены для одновременной зарядки нескольких устройств.

Хотя напряжение на разных USB-портах будет стандартным, некоторые модули «распределяют» ток между портами. Это может привести к увеличению времени зарядки при подключении большего количества устройств.

Также имейте в виду, что разные устройства имеют разные оптимальные токи для зарядки. Зарядка с током ниже оптимального может сократить время зарядки.

Почему одни зарядные устройства USB быстрее других?

Это относится к току, который подает точка зарядки, и измеряется в амперах.

Как напряжение, так и ток влияют на скорость зарядки устройства. Чтобы защитить электронное оборудование от перегрузки, зарядные устройства принимают напряжение питания 240 В в Великобритании и преобразуют его в стандартные 5 В.

Однако ток (в амперах) может варьироваться от источника зарядки к источнику зарядки. Компьютеры обычно допускают ток не более 0,5 А, что делает зарядку довольно медленной и трудоемкой. Вилки, в которые вы вставляете USB-шнур для зарядки, обычно имеют ток 1 А. Специализированные зарядные USB-модули могут иметь ток от 1 до 5 А.

Кабель, который вы используете для зарядки устройства, также может влиять на скорость. Более тонкие кабели уменьшают силу тока, что увеличивает время зарядки.

Какова выходная мощность USB-порта компьютера?

Большинство компьютерных USB-портов поставляют электричество 5 В с максимальным током 0,5 А. Эта величина тока является стандартной для большинства компьютеров и означает, что общая выходная мощность будет в лучшем случае 2,5 Вт. Более поздние разработки USB увеличивают этот ток до 0,9 А. Однако большинство устройств, подключенных к USB-порту компьютера, выводят только 0.1А мощности, если не требуется больше.

USB-порты и кабели — обзор

За прошедшие годы

USB увидел несколько версий как с точки зрения физической формы порта, так и с точки зрения скорости зарядки / передачи данных. В зависимости от возраста вашего устройства на ваших устройствах может быть одна или несколько версий USB-портов.

В следующих таблицах представлены основные версии и их спецификации:

Версии USB

Версия Имя Дата выпуска Скорость передачи

USB 1.1

Полноскоростной USB

1998

12 Мбит / с

USB 2.0

Высокоскоростной USB

2000

480 Мбит / с

USB 3.0

SuperSpeed ​​USB

2008

5 Гбит / с

USB 3.1

SuperSpeed ​​+

2013

10 Гбит / с

Большинство людей лучше знакомы с физической формой разъемов USB. Обычно они имеют плоский прямоугольный штекер (штекерный разъем) на одном конце, который вставляется в порт вашего компьютера или модуля питания (розетка). Другой конец зарядного провода будет иметь либо вилку того же типа, либо одну из нескольких форм, разработанных на протяжении многих лет для подключения к разным устройствам.

В таблице ниже представлены некоторые из этих вилок:

Тип кабеля USB Изображение Официальное название Описание Совместимость

USB-A

Стандарт USB-A

Самый распространенный тип. Это будет на одном конце почти всех USB-кабелей.

Тип USB 1/2/3 как все совместимы друг с другом

USB-B

Стандарт USB-B

Этот квадратный штекер часто используется для подключения компьютеров к принтерам, сканерам или аналогичным устройствам.

Штекеры USB 1/2 типа B, совместимые с розеткой USB 1/2/3. Штекер USB 3.0 совместим только с розеткой USB 3

USB-C

USB тип C

Последнее дополнение к семейству USB, этот штекер работает как стандартное зарядное устройство для смартфона, но симметричен по горизонтали, что означает, что его можно вставлять «вверх ногами».

Поскольку это последний тип, форма USB-C производится только с USB 3.1

USB-Mini B

USB-Mini B

Эти штекеры использовались для зарядки старых мобильных телефонов, фотоаппаратов и MP3, но сейчас они в значительной степени избыточны.

Штекеры USB Mini-B работают с гнездами USB 2.0 Mini-B и Mini-AB

USB-micro B

Micro-USB

USB 2 micro B — это штекер стандартной формы, который можно найти на всех современных смартфонах Android.

Разъемы USB 2.0 micro B подходят для разъемов USB 3 micro B, но разъемы USB 3.0 micro B не подходят для разъемов USB 2 micro B

USB 3.0 micro B

Micro-B SuperSpeed ​​

Новый USB 3 micro B способен передавать дополнительные данные.

Штекеры

USB 3.0 micro-B подходят только к гнездам USB 3.0 micro-B или USB 3.0 розеток micro-AB

Зарядка ноутбуков через USB-C: вот что вам нужно знать

Появление USB-C изменило правила игры для многих электронных устройств. Вы можете использовать соединение для зарядки устройств и передачи мультимедиа, и оно удобно обратимо. Лучшим ноутбукам больше не нужен большой блок питания — вы можете просто использовать USB-C.

Но есть некоторые меры предосторожности, которые следует соблюдать при зарядке через USB-C. Вот все, что вам нужно знать.

Зарядка через USB и ноутбуки

Вы, вероятно, уже использовали USB-соединения для зарядки небольших устройств от компьютера или от розетки. Это хорошо работает, потому что прошлые USB-соединения имели достаточную мощность для успешного питания этих меньших батарей. Однако предыдущие версии USB могли обрабатывать ограниченное количество энергии, поэтому в зарядных устройствах для ноутбуков, как правило, сохранялись более крупные и громоздкие кабели.

USB-C изменил это. Этот тип подключения теперь обеспечивает достаточную мощность для работы большинства ноутбуков (особенно Type-C 3.0 версия). Вот почему зарядка ноутбуков — новая тема для разговоров по USB-соединениям, особенно сейчас, когда на рынок выходит все больше ноутбуков с поддержкой зарядки USB-C.

Итак, как узнать, есть ли у вашего текущего ноутбука порт USB-C, который также поддерживает зарядку? Вы всегда можете найти его, но самый простой способ — просто осмотреть зарядное устройство. Зарядное устройство Type-C можно определить по его уникальным характеристикам. Разъем USB-C маленький и округлый, он значительно отличается от старой версии USB.Он также работает независимо от того, каким образом вы подключаете его к нужному порту, поэтому нет необходимости переворачивать его в нужное русло. Если ваше зарядное устройство использует это соединение и подключается к порту USB-C, у вас есть победитель!

Зарядные устройства

USB-C используются на многих различных устройствах, поэтому их нельзя строго относить к ноутбукам. В новых телефонах используется зарядка USB-C, автомобильные зарядные устройства могут поставляться с портами USB-C, а портативные зарядные устройства (подробнее об этом ниже) могут иметь опции USB-C. Но ноутбуки, как правило, имеют USB-C чаще, чем другие устройства, по крайней мере, на данный момент.

Будет ли работать любой порт с любым зарядным устройством?

USB-C — универсальный стандарт зарядки. Это означает, что технически не имеет значения, какое зарядное устройство USB-C вы используете — оно должно обеспечивать питание ноутбука с портом для зарядки USB-C и блоком питания. В реальном мире это требует времени, чтобы это стало реальностью. Сегодня большинство зарядных устройств USB-C для ноутбуков взаимозаменяемы, но это не гарантируется.

Некоторые ноутбуки оснащены портами USB-C, которые не заряжаются. Это наиболее распространено на ноутбуках, которые поставляются со своим собственным зарядным устройством — хотя некоторые ноутбуки можно заряжать в любом случае, только подходящее зарядное устройство имеет тенденцию быстрее заряжать ноутбук.Samsung Notebook 9 является примером этого, как и HP Envy 13 2019 года. Если вы не знаете, как именно заряжать свой ноутбук, посетите веб-сайт производителя или ознакомьтесь с обзором системы здесь, в Digital Trends.

Ноутбуки

, которые полностью полагаются на USB-C, могут не заряжаться с помощью любого зарядного устройства. В ходе тестирования PCWorld обнаружил, что Spectre x2 от HP не может заряжаться никакими зарядными устройствами USB-C, кроме своего собственного. HP заявила, что это было сделано намеренно, потому что плохое зарядное устройство могло повредить устройство или вызвать сбои в его работе.Другие устройства, такие как Apple MacBook Pro, не имеют таких жестких ограничений — новая система аутентификации USB-C может помочь решить эту проблему в ближайшем будущем.

Хотя мы лично не слышали о каких-либо повреждениях от использования зарядного устройства USB-C, кроме того, которое поставляется с вашим ноутбуком, всегда есть небольшой риск при подключении ноутбука к неизвестному источнику питания. Неисправные кабели также могут быть проблемой. Microsoft подтверждает это, заявляя, что вы можете заряжать Surface с помощью порта USB-C, но настоятельно рекомендуется использовать зарядное устройство Surface, поставляемое с ноутбуком, потому что зарядное устройство USB-C будет работать очень медленно из-за того, как мощность измеряется внутри устройства.Короче говоря, неплохо покупать кабели и зарядные устройства в надежных источниках и дважды подумать, используя тот кабель, который вы нашли лежащим на земле в конференц-зале.

Вы можете купить дополнительные кабели USB-C для вашей безопасности.

Ваши настройки важны

Вы также захотите посмотреть свой режим питания USB-C, который вы можете найти в настройках вашего ноутбука, обычно в разделе питания / аккумулятора. Здесь вы можете обнаружить, что вы можете переключать выход Type-C, выбирая, получать или отправлять мощность.Если зарядное устройство USB-C для ноутбука не работает, хотя должно быть, проверьте свои настройки, чтобы убедиться, что оно настроено на получение питания.

Комплексные зарядные устройства

Поскольку USB-C универсален и может выполнять несколько операций одновременно, это позволяет использовать некоторые уникальные условия зарядки. Стоит отметить два:

Pass-through: Современные зарядные концентраторы также предлагают так называемую сквозную зарядку. Это относится к концентратору, который может подключать несколько периферийных USB-устройств к ноутбуку, а также заряжать аккумулятор этого ноутбука.По сути, это комбинация концентратора и зарядного кабеля USB-C, поэтому вам не нужны два разных порта USB-C для каждой задачи. Популярный концентратор USB-C 6-в-1 от HooToo — хороший пример этой технологии. Есть и другие инновационные возможности, такие как отправка видео на внешний монитор, а также обеспечение зарядки вашего ноутбука во время презентации.

Портативные зарядные устройства: Возможно, у вас есть портативное зарядное устройство со старым USB-соединением, но телефон имеет только соединение USB-C (которое несовместимо со старыми портами USB).Вы можете подключить зарядное устройство к ноутбуку, который имеет оба типа портов, и использовать его для включения телефона окольными путями. Не пытайтесь использовать зарядное устройство типа C ноутбука для прямой зарядки телефона. Требования к напряжению слишком различаются для большинства устройств, доступных в настоящее время, а зарядные устройства для нескольких устройств все еще остаются на рынке.

USB-C и Thunderbolt 3

Существует вариант USB-C, который намного мощнее — Thunderbolt 3. Выберите ноутбук как минимум с одним портом USB-C с поддержкой Thunderbolt 3, и вы можете подключить несколько мониторов 4K с частотой 60 Гц и значительно повысить игровую производительность вашего ноутбука с помощью внешний корпус графического процессора.

Thunderbolt 3 позволяет использовать несколько способов зарядки: он может «связывать» до шести различных устройств вместе и легко заряжать при передаче данных на более высоких скоростях, чем только USB-C, до 100 Вт.

Поскольку Thunderbolt 3 использует то же соединение, что и USB-C, производители быстро маркируют порты портативных компьютеров, если они также имеют технологию Thunderbolt 3 — обычно вы можете сказать, просто прочитав их описания. Однако соединения Thunderbolt 3 работают только при использовании правильных кабелей, поэтому убедитесь, что у вас есть кабели Thunderbolt 3, если вы хотите воспользоваться всеми функциями и пропускной способностью этих портов.

Для пользователей Apple

Кабель Nomad Lightning

Пользователи Apple должны знать, что они не застрахованы от перехода USB-C, который мы наблюдаем. В настоящее время Apple использует кабели Lightning для зарядки iOS, запатентованный дизайн, который изолирован от всех аксессуаров для зарядки мобильных устройств Apple. Компания уже перешла на зарядку через USB-C для MacBook, а современные iPad Pro также используют зарядку через USB-C. iPhone и iPad в настоящее время уникальны в использовании кабеля Lightning.

Apple придется переосмыслить текущую ситуацию с кабелями Lightning, чтобы соответствовать предполагаемому прецеденту ЕС, требующему установленной модели зарядных кабелей USB-C.Несоблюдение этих требований приведет к потере ценных европейских покупателей ноутбуков. Добавьте к этому предположения о том, что Apple полностью откажется от зарядных кабелей, вместо того, чтобы сосредоточиться на установке без порта (скорее всего, с использованием магнитного крепления на задней панели iPhone), и мы можем увидеть конец кабеля Lightning в ближайшие пару лет.

Будущее зарядки USB-C

Текущие варианты USB скоро получат капитальный ремонт. По словам инсайдеров отрасли, USB не только будет иметь самую высокую скорость, но и будет универсально совместим с устройствами всех производителей.На заре 2021 года может появиться совершенно новое поколение ноутбуков с новым портом USB4. Конечно, USB4 добавляет еще один уровень сложности, когда дело доходит до протоколов USB. О новой технологии нужно знать еще больше:

  • USB4 будет доступен на портах USB-C.
  • USB4 увеличивает скорость и мощность зарядки, чтобы соответствовать Thunderbolt 3, до 100 Вт.
  • USB4 потребуются кабели, отформатированные для USB4, чтобы использовать его новые функции.
  • USB4 будет обратно совместим с USB 2.0.

Мы предполагаем, что все остальные порты начнут уступать место USB-C. Порты USB-C скоро превзойдут по важности все остальные порты и станут основным портом. В будущем USB4 и Thunderbolt, вероятно, станут стандартом.

Рекомендации редакции

Что такое зарядка через micro-USB и как она работает?

Мы все хорошо знакомы с портами micro-USB. Их часто можно найти в нижней части наших смартфонов и планшетов для зарядки аккумулятора.Их также можно найти на множестве других устройств и оборудования на рынке. Но многие люди на самом деле не знают, что на самом деле делает зарядка через micro-USB, особенно когда речь идет о быстрой зарядке.

Следуйте инструкциям ниже, поскольку мы покажем вам общий обзор того, что такое micro-USB и как он работает. Мы разбиваем его на непрофессиональные термины, чтобы каждый мог понять.

Что такое micro-USB?

Чтобы полностью понять, что такое micro-USB, вы должны сначала понять название «USB.«USB означает универсальную последовательную шину, и вы, возможно, более знакомы с портами USB-A , , которые являются портами USB, которые входят в стандартную комплектацию многих ноутбуков и компьютеров. Micro-USB — это миниатюрный USB-порт, и, скорее всего (если у вас есть телефон Android), он есть на конце зарядного шнура вашего смартфона или планшета. Это деталь, которая подключается к порту micro-USB на вашем смартфоне или планшете.

Проще говоря, упоминание «micro-USB» — это своего рода общий термин, поскольку в настоящее время существует три различных типа micro-USB: micro-A, micro-B и Type-C.У каждого из них есть небольшие различия, такие как форма, внутренняя работа и скорость, с которой каждый может работать. Из трех, Type-C, вероятно, наиболее различается, и именно в этом направлении движется большинство производителей оборудования.

Как работает micro-USB?

Micro-USB, хотя и наиболее широко используются для зарядки смартфонов, не ограничиваются только смартфонами. Практически с любым устройством, которое требует зарядки (например, с камерами и устройствами GPS для начинающих), вы обнаружите, что они также используют для зарядки микро-USB.

При подключении к источнику питания, будь то настенная розетка или компьютер (и обычно у вас есть адаптер, который подключается к розетке и имеет порт USB-A для подключения кабеля micro-USB ), питание передается через кабель micro-USB для зарядки вашего устройства. В случае компьютеров это также подключает ваше устройство к настольному компьютеру или ноутбуку, что дает вам возможность выполнять некоторые различные действия для вашего устройства прямо с вашего рабочего стола — в дополнение к зарядке, которая может включать просмотр фотографий, файлов и т. Д.

Быстрая зарядка и micro-USB

Зарядка устройств до полного заряда — непростая задача. Это может занять довольно много времени, особенно с более продвинутыми устройствами с большими батареями, чего у вас нет, если вам нужно выйти за дверь через пять минут, потому что вы забыли зарядить свой телефон на ночь. Таким образом, появилось множество различных технологий быстрой зарядки, одна из самых популярных — от Qualcomm. Благодаря технологии Qualcomm (и других производителей) телефоны с портом micro-USB, оснащенные SoC с поддержкой быстрой зарядки (система на кристалле, некоторые просто называют ее процессором), могут быть полностью заряжены за один короткое время, или, по крайней мере, даст вам силы, необходимые для поездки.

Если вы приобрели новый телефон за последние пару лет, есть вероятность, что вы получили уведомление о быстрой зарядке, когда впервые подключили его с помощью уникального зарядного устройства. Это гениальная идея, но просто убедитесь, что вы используете законное, сертифицированное зарядное устройство для быстрой зарядки (лучше всего подходит то, что идет в комплекте с телефоном!), Потому что низкокачественные зарядные устройства для быстрой зарядки на самом деле могут нанести вред вашему телефону. . Лучше всего, по крайней мере, с точки зрения быстрой зарядки Qualcomm, найти зарядные устройства, сертифицированные Qualcomm.Зарядные устройства от производителя вашего телефона тоже подойдут.

На самом деле Qualcomm имеет разные версии своей технологии быстрой зарядки, предлагая различные диапазоны технологий быстрой зарядки. Во-первых, у вас есть Quick Charge, Quick Charge 2.0, Quick Charge 3.0 и совсем недавно Quick Charge 4, хотя многие из этих новых стандартов реализуются только через соединения USB Type-C.

Так при чем здесь USB? Из-за того, как была создана Quick Charge, она должна работать практически с любым независимым шнуром, что означает практически любой тип USB, включая micro и Type-C, но с небольшими, но разными скоростями.Какой бы шнур вы ни выбрали, он подаст на ваш телефон необходимую мощность, чтобы зарядить его в кратчайшие сроки.

Заменено на USB-C

Несмотря на то, что micro-USB был очень популярен в течение очень долгого времени, он начинает исчезать в индустрии смартфонов. Его заменяют USB Type-C или USB-C для краткости, который представляет собой значительно улучшенный разъем с множеством преимуществ. Например, он двусторонний и предлагает гораздо более быструю скорость зарядки и передачи данных, в отличие от micro-USB.

Таким образом, хотя micro-USB все еще существует и, вероятно, какое-то время будет использоваться в таких вещах, как наушники Bluetooth и даже в некоторых более дешевых телефонах, в будущем можно будет покупать больше кабелей USB-C.


Джаред родился на юге Алабамы. В рабочее время он продает телефоны, а в свободное время — пишет о них. Энтузиазм Android начался с оригинального Motorola Droid, но технический энтузиазм в настоящее время охватывает практически все. Ему нравятся компьютерные игры, линейка Moto Z от Lenovo и хорошее приложение для повышения производительности.


Основы зарядки аккумулятора через USB

Оглавление
Введение
Массив источников питания
Определение типа источника
Терминология USB-подключения
Зарядное устройство с обнаружением портов и самоперечислением
Добавление обнаружения портов
Другие стратегии зарядки
USB 3.0
«Обман» — несоответствующая зарядка через USB
Подведение итогов
Введение
USB стал таким же стандартом для подключения питания к портативным устройствам, как и для последовательной связи. Недавно возможности USB были расширены, чтобы охватить зарядку аккумуляторов, а также адаптеры переменного тока и другие источники питания. Ощутимым преимуществом такого широкого использования является появление сменных вилок и адаптеров для зарядки и питания портативных устройств. Это, в свою очередь, позволяет заряжать от гораздо более широкого круга источников, чем раньше, когда каждому устройству требовался уникальный адаптер.

Пожалуй, наиболее полезным преимуществом возможностей USB-источника питания является возможность зарядки аккумуляторов портативных устройств. Тем не менее, зарядка аккумулятора — это нечто большее, чем выбор источника питания, USB или чего-то еще. Это особенно верно для аккумуляторов Li +, неправильная зарядка которых может не только сократить срок службы аккумулятора, но и стать угрозой безопасности. Хорошо продуманное зарядное устройство оптимизирует безопасность и удобство использования. Это также снижает затраты за счет сокращения возврата клиентов и гарантийного ремонта.

Зарядка аккумуляторов с помощью USB требует баланса между «уходом и питанием» аккумуляторов с ограничениями мощности USB, а также размером и ценой, которые когда-либо присутствовали в портативных потребительских устройствах.В этой статье рассказывается, как достичь этого баланса.

Массив источников энергии
Спецификация USB охватывает несколько поколений управления питанием. Первоначальные спецификации USB 1 и 2.0 описывали два типа источников питания (5 В 500 мА и 5 В 100 мА соответственно) для питания подключенных устройств. Эти спецификации были написаны не с учетом зарядки аккумулятора, а предназначены только для питания небольших периферийных устройств, таких как мыши и клавиатуры. Конечно, это не помешало дизайнерам самостоятельно отработать зарядку аккумулятора через USB.Однако без единого руководства совместимость между различными устройствами и зарядными устройствами была затруднена. Это ограничение послужило причиной недавней разработки дополнительной спецификации USB, Battery Charging Specification, Rev 1.1, 4/15/2009 (BC1.1) ,, которая подтверждает зарядку и описывает источники питания, которые могут обеспечивать ток до 1,5 А. Несмотря на то, что документ озаглавлен «Спецификация зарядки аккумулятора», на самом деле он не содержит ничего о специфике зарядки аккумуляторов. Он касается только того, как следует получать питание от USB-порта для зарядки.Фактические способы зарядки остаются на усмотрение отдельных разработчиков.

До BC1.1 все порты питания USB, когда они были активными (т.е. «не приостановлены», на языке USB), классифицировались как «маломощные» (100 мА) или «высокие» (500 мА). Любой порт также может быть «приостановлен», что означает, что почти отключены, но все еще могут обеспечивать ток 2,5 мА. По большей части порты на ПК, ноутбуках и концентраторах с питанием (концентратор с питанием — это коммутационная коробка USB с собственной розеткой для питания шины) являются «High Power», а порты на концентраторах, которые не получают никакого питания, кроме как питание от восходящего USB-хоста считается «маломощным».«После подключения устройству сначала разрешается потреблять до 100 мА при перечислении и согласовании своего текущего бюджета с хостом. Впоследствии ему может быть разрешено увеличить потребление до 500 мА или оно может поддерживаться на уровне 100 мА. Это подробно описано в Спецификация последовательной шины USB, версия 2.0, раздел 7.2.1.4.

BC1.1 выходит за рамки распределения питания, описанного в USB 2.0, и определяет дополнительные источники питания для зарядки. Он определяет три различных типа источников:

  1. Стандартный нисходящий порт (SDP) Это тот же порт, который определяется USB 2.0 и является типичной формой для настольных и портативных компьютеров. Максимальный ток нагрузки составляет 2,5 мА в режиме ожидания, 100 мА в режиме подключения и без приостановки и 500 мА (макс.) При настройке на этот ток. Устройство может распознать SDP с помощью оборудования, обнаружив, что линии передачи данных USB, D + и D-, отдельно заземлены через 15 кОм, но его все равно необходимо перечислить для совместимости с USB. В USB 2.0 не совсем законно потреблять питание без перечисления, хотя большая часть современного оборудования делает именно это и в нарушение спецификации.
  2. Нисходящий порт зарядки (CDP) BC1.1 определяет этот новый, более мощный порт USB для ПК, ноутбуков и другого оборудования. Теперь CDP может подавать до 1,5 А, что отличается от USB 2.0, поскольку этот ток может подаваться до перечисления. Устройство, подключенное к CDP, может распознать его как таковое с помощью аппаратного квитирования, реализованного путем манипулирования и мониторинга линий D + и D-. (См. Спецификацию зарядки аккумулятора USB , раздел 3.2.3 .) Аппаратный тест проводится перед переключением линий данных на USB-трансивер, что позволяет обнаружить CDP (и начать зарядку) до перечисления.
  3. Выделенный порт зарядки (DCP) BC1.1 описывает источники питания, такие как настенные бородавки и автоматические адаптеры, которые не перечисляются, поэтому зарядка может происходить без цифровой связи вообще. DCP могут подавать ток до 1,5 А и обозначаются коротким замыканием между D + и D-. Это позволяет создавать «настенные бородавки» DCP, в которых используется мини- или микроразъем USB вместо постоянно подключенного провода с цилиндрическим или индивидуальным разъемом. Такие переходники позволяют использовать любой USB-кабель (с подходящими штекерами) для зарядки.
Дополнительные сведения об этих типах портов описаны в спецификации зарядки аккумулятора USB , ред. 1.1, 15 апреля 2009 г., .
Определение типа источника
Уловка для устройства, которое подключается к любому USB-разъему и использует эту мощность для автономной работы или зарядки аккумулятора, заключается в том, чтобы знать, какой ток необходимо потреблять. Попытка получить 1 А от источника, способного выдавать только 500 мА, не будет хорошей. Перегруженный порт USB, скорее всего, отключится, перегорит предохранитель или сработает переключатель.Даже при наличии сбрасываемой защиты он часто не перезапускается, пока устройство не будет отключено и повторно подключено. В портах с менее строгой защитой перегруженный порт может вызвать перезагрузку всей системы.

Портативная конструкция позволяет выбирать способ обнаружения портов. Он может быть совместим с BC1.1, совместим только с USB 2.0 или несовместим. Если он полностью совместим с BC1.1, он должен иметь возможность определять и ограничивать входной ток для всех типов источников USB, включая устаревшие порты USB 1 и 2.0. Если соответствует 2.0, он будет взимать плату с SDP после перечисления, но может не распознавать CDP и DCP. Если он не может распознать CDP, он все еще может заряжаться и оставаться совместимым, но только после перечисления, так же, как это было бы с SDP. Другие частично совместимые и несовместимые схемы зарядки будут обсуждены позже.

Устройство может реализовать обнаружение порта с помощью собственного программного обеспечения или может использовать зарядное устройство или интерфейсную ИС, которая обнаруживает, взаимодействуя с линиями данных USB D + и D-, не полагаясь на системные ресурсы.Разделение этих ролей в проекте зависит от архитектуры системы. Например, устройство, которое уже использует микроконтроллер или выделенную ИС для управления питанием, может предпочесть использовать эту ИС для обнаружения портов и выбора тока. Поскольку устройство уже может обмениваться данными с хостом через USB-соединение, оно может выбирать зарядку на основе результатов перечисления и конфигурации. Эти варианты могут находиться под управлением процессора приложений или отдельного микроконтроллера, который может обрабатывать управление питанием и другие системные функции.Система определяет тип порта, перечисляет и отправляет соответствующие команды на зарядное устройство. Зарядное устройство управляет аппаратными и безопасными аспектами зарядки и имеет встроенные ограничения, которые не позволят системе повредить аккумулятор (, рис. 1, ).


Рисунок 1. Зарядное устройство без счетчика. Приемопередатчик USB и микропроцессор обрабатывают перечисление USB. Затем микропроцессор устанавливает правильные параметры зарядного устройства.

Другое устройство может быть не предназначено для связи с USB или не хочет выделять системное программное обеспечение для управления зарядкой USB.Он просто хочет использовать доступные USB-порты в качестве источника питания. Этот подход можно использовать, чтобы избежать сложности или в ответ на опасения, что ошибка программного обеспечения может привести к неправильной зарядке. Поскольку система не перечисляет, лучшим вариантом зарядки является самонаборное зарядное устройство. Зарядное устройство заботится об обнаружении порта и выбирает соответствующий предел тока нагрузки USB, не требуя помощи со стороны системы (, рис. 2, ).


Рис. 2. Зарядное устройство с автоматическим перечислением подключается непосредственно к линиям передачи данных USB, что позволяет простым системам полностью использовать зарядку через USB без ресурсов приемопередатчика USB или микропроцессора.

Терминология USB-подключения
На этом этапе некоторые термины USB заслуживают пояснения. Это «присоединить», «подключить», «перечислить» и «настроить».
    Присоединить Физический процесс подключения USB-кабеля.
    Подключить Когда устройство (которое вы только что подключили) подключает подтягивающее сопротивление 1,5 кОм к линиям данных D + или D-.
    Перечислить Начальный обмен данными между устройством и хостом для определения типа устройства.
    Конфигурация Настройка параметров устройства.
В USB 2.0 именно во время перечисления и настройки устройство узнает, какой ток через порт USB может быть источником. Для перечисления и настройки требуется цифровой диалог между устройством и хостом. BC1.1 расширяет спецификацию USB. В дополнение к опциям USB 2.0, BC1.1 также позволяет «глупые» методы определения типа порта, так что с некоторыми портами зарядка может происходить без перечисления.
Зарядное устройство с обнаружением портов и функцией самоперечисления
MAX8895 определяет, как лучше всего использовать доступную входную мощность, не полагаясь на систему для оценки источника питания.Зарядное устройство автоматически определяет тип адаптера и может различать:
  1. DCP : от 500 мА до 1,5 А
  2. CDP (хост или концентратор): до 900 мА (580 мА во время чирпа) для Hi-Speed; до 1,5 А для низкой и быстрой скорости
  3. SDP с низким энергопотреблением (хост или концентратор): 100 мА
  4. SDP высокой мощности (хост или концентратор): 500 мА
Доступный ток может использоваться батареей или системой, или он может быть разделен между ними. Встроенный таймер приостановки автоматически запускает приостановку, если трафик шины не обнаружен в течение 10 мс.

Помимо автоматической оптимизации тока от источников USB и адаптеров, MAX8895 также ловко выполняет переключение с адаптера и питания USB на питание от батареи; это позволяет системе использовать всю доступную входную мощность при необходимости ( Рисунок 3 ). Это обеспечивает немедленную работу с разряженной или отсутствующей батареей при подаче питания. Все полевые МОП-транзисторы с усилителем рулевого управления интегрированы, и внешние диоды не требуются. Температура кристалла поддерживается на низком уровне с помощью контура терморегулирования, который снижает ток заряда при экстремальных температурах.


Рис. 3. Зарядное устройство MAX8895 автоматически регистрируется с источником USB для оптимальной настройки тока заряда в зависимости от типа подключенного источника питания. Он также может поддерживать работу системы, поддерживая глубоко разряженный аккумулятор.

Добавление обнаружения порта
BC1.1 описывает методы обнаружения оборудования для определения типа порта. Ожидается, что для этого будет использоваться интегральная схема, как в случае с MAX8895 на рисунке 2, или что эта схема будет включена в приемопередатчик USB.Тем не менее, иногда может быть предпочтительнее добавить обнаружение порта или, по крайней мере, его часть к существующему зарядному устройству. На рис. 4 показана схема элементарной схемы обнаружения зарядного устройства USB, которая работает под управлением системного микроконтроллера. Этот подход может обнаруживать DCP, но не может различать SDP и CDP. Он рассматривает оба как SDP, что означает, что в некоторых случаях он может упустить возможность потреблять больше зарядного тока от CDP. Этот недостаток может быть приемлемым в малобюджетных конструкциях.


Рис. 4. Высокоскоростной USB-коммутатор реализует ограниченную форму обнаружения зарядного устройства USB.

Соединение, показанное на Рисунке 4, реализует ограниченное обнаружение порта следующим образом. Когда портативное устройство подключено к одному из трех типов портов, шина V BUS питает коммутатор U1 и микроконтроллер устройства. Низкий логический уровень на входе CB U1 переводит его в режим обнаружения, где линия D + подтягивается до напряжения системной логики через 10 кОм, а D- подтягивается к GND через 100 кОм.Если подключен DCP (у которого D + закорочен на D-), то D- станет высоким. Если подключен SDP или CDP, выход D- и обнаружения будет низким. Если обнаруживается SDP или CDP, система затем переводит CB в низкий уровень, чтобы перевести коммутатор в режим данных, который соединяет D + и D- с каналом данных для перечисления и другой передачи данных. У приведенной выше схемы есть ограничение: она не распознает и, следовательно, не заряжает немедленно, когда присоединена к CDP, хотя она будет заряжаться от CDP после перечисления.

Полное обнаружение порта показано на рис. 5 . MAX14578 содержит все схемы, необходимые для обнаружения подключенного устройства (USB-кабель, USB-CDP или специальное зарядное устройство) и управления внешним зарядным устройством для литий-ионных аккумуляторов. В устройстве реализована логика обнаружения, совместимая с USB Battery Charging Rev 1.1, которая включает обнаружение контакта данных, обнаружение короткого замыкания D + / D- и идентификацию CDP. Кроме того, он включает в себя таймер зарядки и монитор низкого напряжения батареи для поддержки USB BC1.1 Положения «разряженной батареи».

MAX14578 включает переключатель данных, совместимый с USB Hi-Speed ​​и исходными (полная и низкая скорость) сигналами. Он имеет низкое сопротивление в открытом состоянии (R ON ), низкую плоскостность сопротивления в открытом состоянии и очень низкую емкость. Контакты CDN и CDP также защищены от электростатического разряда до 15 кВ в соответствии с моделью человеческого тела.


Рис. 5. Полностью совместимое обнаружение порта USB BC1.1 можно добавить к зарядному устройству с помощью детектора порта зарядки USB MAX14578 и ИС коммутатора данных.

In Рисунок 6 Простая функция зарядки Li + добавлена ​​к USB-устройству. MAX8814 можно настроить для зарядки аккумулятора от USB-портов 100 мА или 500 мА. Схема инициализируется при 100 мА. Затем микропроцессор перечисляет хост, чтобы определить его текущие возможности. Если порт USB поддерживает, зарядный ток увеличивается путем включения N1 и R1 в сети установки тока. Заряд высокого уровня номинально установлен на 425 мА, чтобы избежать превышения предела SDP 500 мА после рассмотрения допусков.Зарядное устройство также включает в себя схему автоматической загрузки, которая выдает выходной сигнал (ABO), который уведомляет систему о подключении внешнего источника питания. Несмотря на совместимость с USB, на рис. 6 отсутствует BC1.1, поэтому для зарядки требуется перечисление.


Рис. 6. MAX8814 предоставляет простое средство с небольшим количеством контактов для добавления зарядки к USB-устройству. Перечисление находится под управлением системы, которая отслеживает и контролирует ток заряда с помощью вывода ISET. Эта конструкция совместима с USB, но не включает BC1.1, поэтому для зарядки требуется перечисление.

Другие стратегии начисления платы
Ситуация с зарядкой аккумулятора через USB может быть сложной. Портативные устройства, подключенные через USB, не соответствуют одному формату и имеют множество ограничений, наиболее очевидными из которых являются размер, стоимость и время зарядки. Ранжирование этих и других более тонких проблем может помочь вам выбрать конструкцию зарядного устройства USB. Среди этих дополнительных соображений по дизайну:
  • Должно ли устройство быть способным к полнофункциональной работе с разряженной батареей после подключения внешнего (USB или адаптера) питания?
  • Требуются ли отдельные входные соединения для питания USB и адаптера?
  • Обладает ли устройство вычислительной мощностью и прошивкой для согласования решений о зарядке через порт USB?
  • Можно ли на мгновение снизить ток заряда, чтобы уменьшить тепловыделение, или требуется конструкция в режиме переключения?
  • Какие меры защиты входа необходимы?
Зарядка с несколькими входами
С BC1.1 устройства могут заряжаться только от источников, определенных через USB. Эти устройства становятся все более распространенными, но все же вы можете сохранить возможность зарядки с помощью обычного, возможно, несовместимого с USB адаптера. Лучше всего это достигается с помощью зарядного устройства с двумя входами, которое выполняет переключение, когда один внешний источник питания заменяет другой. В прошлом переключение питания часто выполнялось с помощью диодов ИЛИ с потерями или дискретных схем компаратора на полевых МОП-транзисторах, которые могут стать сложными, если учесть пути «незаметного» тока и время переключения.К счастью, многие микросхемы зарядного устройства (, рис. 7, ) теперь включают управление переключением питания. Интеграция этой функции не просто заменяет внешние компоненты. Это также улучшает переходные характеристики при изменении мощности, поскольку встроенное зарядное устройство знает, что делает схема переключения.


Рис. 7. Зарядное устройство с двумя входами, такое как MAX8844, обеспечивает зарядку как от USB, так и от адаптера. Это устройство также защищает от перенапряжения на входе до 28 В.

Общая проблема зарядных устройств, которые принимают питание от нескольких источников, особенно с использованием обычного цилиндрического разъема, — это возможное подключение к неправильному адаптеру.Чтобы предвидеть это, MAX8844 предотвращает зарядку входов, превышающих 7,5 В. Он также может выдерживать и блокировать входное напряжение до 28 В. Это защищает аккумулятор, зарядное устройство и последующие цепи от случайного подключения практически к любому известному типу адаптера. Кроме того, MAX8844 включает LDO с защитой от перенапряжения, смещенные от входов USB и адаптера (IN), которые могут подавать в систему 30 мА. Эти выходы LDO (SAFEUSB и SAFEOUT) остаются включенными независимо от того, включено зарядное устройство или нет. Другие функции зарядного устройства, выполняемые устройством: обнаружение батареи; тепловое ограничение, которое снижает ток заряда для поддержания низкой температуры кристалла при экстремальных температурах окружающей среды; и логический выход автозагрузки, который сигнализирует системе о подаче внешнего питания.

Переключение нагрузки батареи (Smart Power) и прямое подключение
В приложениях для зарядки с питанием от USB и адаптера ключевым конструктивным решением является то, будет ли схема зарядки подключаться напрямую к аккумулятору и нагрузке системы, или требуется дополнительное переключение необходим для отключения аккумулятора от системы при подключении внешнего источника питания. Эти два случая проиллюстрированы на рис. 8 .


Рис. 8. Иллюстрация зарядки с прямым подключением и технологии Maxim’s Smart Power Selector ™.

Архитектура с прямым подключением является наиболее простой и экономичной в реализации. Его главный недостаток проявляется в том, что аккумулятор сильно разряжен, а затем применяется внешнее питание. В этом случае система может не загрузиться, пока заряд батареи не достигнет приемлемого уровня. В некоторых приложениях для пользователя может быть приемлемым подождать, пока батарея частично перезарядится, прежде чем будет восстановлена ​​полная функциональность; однако в других приложениях немедленная работа при подключении внешнего источника питания является обязательной, независимо от состояния батареи.В этих последних случаях технология Smart Power Selector от Maxim позволяет системе использовать внешнее питание, когда батарея находится в глубоко разряженном состоянии. См. Рисунок 9 .


Рис. 9. Зарядное устройство USB с двойным входом и адаптером с функцией Smart Power Selector, такое как MAX8934, может немедленно запитать систему при подаче внешнего питания, одновременно заряжая разряженную батарею.

На рисунке 9 встроенный МОП-транзистор с низким сопротивлением (40 мОм) между выходом системной нагрузки (SYS) и аккумулятором (BAT) выполняет несколько функций во время операций зарядки и разрядки.Во время зарядки этот переключатель Smart Power Selector наилучшим образом использует ограниченную мощность USB или адаптера, используя входную мощность, которая не требуется системе для зарядки аккумулятора. Это также позволяет батарее служить буфером хранения, обеспечивая пики нагрузки, которые могут на мгновение превысить предел входного тока. Во время разряда коммутатор обеспечивает путь от батареи к системе с малыми потерями.

Системное программное обеспечение снова обрабатывает связь с USB-хостом и отправляет команды зарядному устройству. MAX8394 управляет аппаратными аспектами зарядки и предоставляет простые крючки для настройки параметров зарядки, относящихся к зарядке через USB и адаптер.Пределы входного тока USB предварительно установлены, чтобы гарантировать, что указанные пределы не превышаются; для адаптеров используется ток, установленный пользователем. Зарядное устройство также подает в систему полный набор сигналов о состоянии и неисправностях.

MAX8934 включает в себя новейшие функции безопасности при зарядке, в том числе новые протоколы зарядки в зависимости от температуры, разработанные Японской ассоциацией электроники и информационных технологий (JEITA), которые останавливают или сокращают зарядку при повышенных температурах. Кроме того, входы имеют защиту от перенапряжения (OVP) до 16 В, а устройство ограничивает повышение температуры, регулируя ток зарядки в экстремальных условиях.

Switch-Mode Быстрая зарядка до 2 А с минимальным нагревом
Некоторым компактным устройствам требуются большие токи заряда (значительно превышающие 1 А), но они не могут переносить избыточное тепло, которое такая скорость зарядки может генерировать в линейном зарядном устройстве. В таких ситуациях MAX8903 (, рис. 10, ) работает с преобразователем постоянного тока в постоянный ток с частотой 4 МГц, который позволяет уменьшить занимаемую площадь, занимаемую компонентами, при этом обеспечивая подачу тока до 2 А на батарею от источников адаптера. Как и MAX8934, MAX8903 представляет собой дизайн с двумя входами, который позволяет подключать входы USB и адаптера через отдельные соединения.Переключение между источниками питания происходит автоматически, как и переключение между входным питанием и питанием от батареи.


Рис. 10. Импульсное зарядное устройство MAX8903 с функцией Smart Power Selector заряжает до 2 А от входов адаптера и до 500 мА от источников USB.

Благодаря частоте переключения MAX8903 4 МГц пассивные компоненты импульсного преобразователя остаются крошечными, поэтому зарядное устройство на 2 А, изготовленное с этим устройством, может быть меньше линейного эквивалента с учетом более низких потерь мощности.Фактически, из-за рассеивания тепла большинство портативных устройств не выдержат линейной конструкции зарядного устройства 2А ни при каких условиях.

Встроенная защита от перенапряжения и обратной полярности
Хотя спецификация зарядки USB налагает некоторый порядок на адаптер питания и ландшафт зарядного устройства, дизайн USB остается в целом хаотичной средой для портативных устройств, особенно для тех приложений, которые предпочитают цилиндрический разъем для питания (общий для многих устройств с адаптером и с двумя входами).Потребителям слишком легко подключить «найденный» адаптер, у которого может быть неправильное выходное напряжение или даже неправильная полярность. За счет интеграции положительной и отрицательной защиты 22 В на входе питания зарядного устройства MAX8900 добавляет разумности этим конструкциям, не требуя внешних устройств защиты или переключателей MOSFET (, рис. 11, ).


Рис. 11. Импульсное зарядное устройство с прямым подключением, с защитой от перенапряжения ± 22 В и защитой от обратной полярности.

MAX8900 — это зарядное устройство с прямым подключением, система которого обычно подключается к батарее.Его конструкция с переключаемым режимом 3,25 МГц сохраняет компактность компонентов при зарядке до 1,2 А с минимальным тепловыделением. Помимо защиты от биполярного входа, безопасность батареи повышается за счет регулировки параметров заряда в зависимости от температуры в соответствии с директивами JEITA.

NiMH Зарядка от USB


Рис. 12. Одноэлементное зарядное устройство NiMH с питанием от USB.

Несмотря на то, что кажется, что Li + -элементы захватили мир портативных устройств, NiMH-элементы не стоят на месте.Удивительно, но энергия NiMH на единицу объема всего примерно на 15% ниже, чем у Li +, хотя энергия на единицу веса все же намного меньше. Самым большим недостатком NiMH является его высокий саморазряд, который в значительной степени решен гибридными NiMH-элементами, такими как SANYO® Eneloop®, которые сохраняют до 85% своего заряда через год. Преимущества NiMH-элементов заключаются в стоимости, безопасности и простоте замены пользователем, по крайней мере, при использовании стандартных элементов.

На рисунке 12 показано небольшое портативное устройство, которое питается от одного NiMH элемента AA и заряжается от USB.Зарядное устройство DS2710 переключается на частоте примерно 150 кГц и заряжает аккумулятор при токе 1,1 А (около 0,5 ° C для типичного никель-металлгидридного элемента AA). Схема получает больше тока в батарею (1,1 А), чем через порт USB (500 мА), потому что понижающий коэффициент преобразует 5 В при 500 мА в 1,5 В при 1,1 А. Следует отметить, что зарядка может происходить только с портами 500 мА или более, поскольку правильное завершение зарядки не может быть гарантировано при низких скоростях зарядки. Следовательно, зарядку не следует активировать, если перечисление определяет, что доступно только 100 мА.Система деактивирует зарядное устройство, отключив Q2, чтобы стабилизировать резистор таймера на уровне TMR.

Еще одна особенно полезная особенность этого зарядного устройства заключается в том, что оно определяет полное сопротивление аккумулятора, чтобы определить, вставлен ли щелочной элемент или неисправный аккумулятор. В этом случае зарядка приостанавливается. Это позволяет конечным пользователям подключить щелочную батарею в экстренной ситуации и не беспокоиться о случайной зарядке.

USB 3.0
Спецификация USB 3.0 обеспечивает еще более высокую скорость передачи данных для USB. Характеристики питания в спецификации аналогичны USB 2.0, за исключением того, что «единичная нагрузка» увеличивается со 100 мА до 150 мА, а порт высокой мощности должен обеспечивать шесть, а не пять единичных нагрузок. Это означает, что порт USB 3.0 с низким энергопотреблением может обеспечивать ток 150 мА, а порт USB 3.0 высокой мощности — 900 мА.
«Обман» — несоответствующая зарядка через USB
Как и в случае любого стандарта, который используется для целей, не предназначенных изначально, производители иногда игнорировали часть требований USB 2.0, чтобы обеспечить хотя бы ограниченную форму зарядки. Одна из таких несоответствующих схем, используемых крупным производителем, заключалась в том, чтобы потреблять не более 100 мА при любых обстоятельствах, так что ни мощные, ни маломощные концентраторы не были перегружены.Обратной стороной ограничения тока до этого уровня было то, что время зарядки аккумулятора было долгим, но если устройство большую часть дня проводило в стыковке с USB-портом, этого могло быть достаточно. Помимо длительного времени зарядки, у этого подхода было еще одно ограничение: если в системе разрядилась батарея, полная функциональность будет отложена до тех пор, пока батарея не достигнет достаточного уровня заряда.

Другой аспект несоответствующей зарядки связан с обработкой приостановки USB. USB 2.0 требует, чтобы все устройства были приостановлены (менее 2.5 мА) после заданного периода бездействия шины. Поскольку когда это было написано, зарядка никогда не включалась, не предполагалось, что устройство продолжит заряжать аккумулятор в выключенном состоянии, но все еще подключено. Однако, поскольку большинство USB-хостов фактически не отключают питание, это нарушение спецификации редко препятствует зарядке.

Более смелая несовместимая схема предполагает, что будет доступно 500 мА, и инструктирует пользователей подключаться только к портам с питанием и концентраторам, способным к 500 мА. Опять же, поскольку большинство портов USB не отключают питание, этот подход может работать в большинстве случаев.Когда такое устройство подключено к порту, который не может поддерживать ток 500 мА, предполагается, что порт отключится. Однако поведение USB-порта при перегрузке не всегда четко определено и может привести к сбросу или повреждению системы. К счастью, такого уровня отчаяния больше не требуется, поскольку зарядка аккумулятора теперь является активной частью спецификации USB.

Заключение
Зарядка от USB может принимать разные формы, в зависимости от уникальных требований каждого USB-устройства. Спецификация зарядки аккумулятора USB .Версия 1.1 , наконец, добавляет столь необходимую единообразие к тому, что ранее было спонтанной зарядкой. Внедрение BC1.1 должно привести к снижению затрат для производителей и потребителей, а также к большей совместимости по мере появления стандартных адаптеров. Тем не менее, рекомендации USB касаются только того, как отводится питание от порта; они по-прежнему оставляют открытыми для интерпретации архитектуры управления питанием и особенности зарядки. Именно здесь становится важным широкий спектр зарядных устройств Maxim, поскольку они могут помочь ускорить разработку безопасных и надежных зарядных устройств практически для любого портативного устройства, подключенного через USB.

Обсуждаемые зарядные устройства приведены в таблице . Это лишь малая часть того, что предлагает Maxim. Чтобы узнать о других возможностях, посетите раздел Управление батареями.

Таблица 1. Типичные USB-зарядные устройства

¹Спецификации последовательной шины USB и зарядки можно найти по адресу: www.usb.org/developers/docs/.

Зарядное устройство USB (USB Power Delivery)

USB превратился из интерфейса передачи данных, способного подавать ограниченную мощность основному источнику питания с интерфейсом передачи данных.Сегодня многие устройства заряжаются или получают питание от USB-портов портативных компьютеров, рабочих станций, док-станций, дисплеев, автомобилей, самолетов или даже настенных розеток. USB стал повсеместной розеткой для многих небольших устройств, таких как сотовые телефоны, планшеты, портативные колонки и другие портативные устройства. Пользователи нуждаются в USB для выполнения своих требований не только с точки зрения данных, но и для обеспечения питания или зарядки своих устройств просто, часто без необходимости загрузки драйвера, для выполнения «традиционных» функций USB.

Спецификация USB Power Delivery (USB PD) обеспечивает максимальную функциональность USB, обеспечивая более гибкую подачу питания вместе с данными по одному кабелю. Его цель — работать с существующей экосистемой USB и опираться на нее.

Анонсированная в 2021 году спецификация USB PD Revision 3.1 представляет собой крупное обновление, позволяющее обеспечивать мощность до 240 Вт по полнофункциональному кабелю и разъему USB Type-C®. До этого обновления мощность USB PD была ограничена 100 Вт с использованием решения на основе 20 В с использованием кабелей USB Type-C с номиналом 5 А.Спецификация USB Type-C также была обновлена ​​до версии 2.1, чтобы определить требования к кабелю мощностью 240 Вт, а с обновленным протоколом USB PD и определением источника питания это расширяет применимость подачи питания USB к большому количеству приложений, где 100 Вт не было. адекватный.

USB Power Delivery предлагает следующие функции:

  • Повышенные уровни мощности по сравнению с существующими стандартами USB до 240 Вт.
    • Новые 28 В, 36 В и 48 В с фиксированным напряжением обеспечивают до 140 Вт, 180 Вт и 240 Вт уровней мощности соответственно.
    • Режим регулируемого напряжения позволяет устройству, на которое подается питание, может запрашивать промежуточные напряжения от 15 В до максимально доступного фиксированного напряжения зарядного устройства.
  • Направление мощности больше не фиксировано . Это позволяет продукту с источником питания (хосту или периферийному устройству) обеспечивать питание.
  • Оптимизируйте управление питанием для нескольких периферийных устройств , позволяя каждому устройству потреблять только ту мощность, которая ему требуется, и получать больше энергии, когда это необходимо для данного приложения.
  • Интеллектуальное и гибкое управление питанием на уровне системы через дополнительный концентратор связи с ПК.
  • Позволяет корпусам с низким энергопотреблением , таким как гарнитуры, согласовывать только требуемую мощность.

Примеры:

  1. Обеспечивает более высокую мощность по сравнению с полнофункциональным кабелем USB Type-C® и разъемом для приложений мощностью до 240 Вт, включая большие ноутбуки, игровые ПК, настольные компьютеры, рабочие станции, док-станции и дисплеи.
  2. Позволяет использовать новые варианты использования с более высоким энергопотреблением, такие как жесткие диски (HDD) с питанием от шины USB и принтеры. Это устраняет необходимость в отдельном блоке питания.
  3. Монитор с питанием от стены может питать или заряжать ноутбук, продолжая отображать.
  4. Блоки питания или зарядные устройства USB
  5. могут подавать питание через USB-порты ноутбука.
  6. Ноутбуки и блоки питания USB могут обеспечивать более высокую мощность устройств с батарейным питанием (в настоящее время USB не определяется).
  7. Устройства с батарейным питанием могут получать увеличенный зарядный ток от концентратора, а затем временно возвращать его, когда пользовательский жесткий диск требует раскрутки.

Power Delivery разработан для сосуществования со стандартными реализациями USB-зарядки аккумулятора. Разработчикам следует учитывать, что, если они включают в свои устройства возможность зарядки аккумуляторов или поддержку хост-адаптеров, таких как док-станции или ACA, они также должны ссылаться на Спецификацию зарядки аккумуляторов.

Информацию о тестировании на соответствие требованиям Power Delivery можно найти здесь.

Помимо прохождения тестирования на соответствие USB-IF и включения продуктов Power Delivery в список интеграторов, компании, желающие использовать сертифицированные логотипы USB, должны иметь действующее лицензионное соглашение на товарный знак USB-IF.USB Power Delivery регулируется соответствующими соглашениями об использовании USB 2.0, USB 3.0 или USB4 ™ в зависимости от реализованной спецификации. Рекомендации, по которым соглашения с усыновителями целесообразно выполнять, перечислены ниже:

  • Продукты USB 2.0: Соглашение об использовании USB 2.0 плюс Соглашение об использовании «спецификации USB Power Delivery»
  • Продукты USB 3.2: Соглашение с носителями USB 3.0, Соглашение с носителями USB 2.0 плюс Соглашение с носителями «Спецификация USB-питания»
  • Продукты USB4: Соглашение об использовании USB4

Дополнительная информация

Интерфейс корневого порта PD
Спецификация транспортного интерфейса определяет протокол связи для использования через I2C или другие периферийные интерфейсы.Он использует структуру, определенную в главе 9 спецификации USB Power Delivery, и расширяет ее для использования на других шинах. В качестве простого примера эта спецификация обеспечивает стандартизованный протокол связи между USB-контроллером подачи питания и контроллером управления политикой устройства / системы, а также контроль над периферийными устройствами управления питанием, такими как преобразователь постоянного тока в постоянный. Он обеспечивает автономную работу устройства при отсутствии менеджеров системной политики или подчиненную работу, когда хост-контроллер USB является менеджером системной политики.

Вопросы?

Пожалуйста, присылайте свои вопросы относительно Power Delivery на [email protected]

Заряжаете телефон через общий USB-порт? Остерегайтесь «сока»

Вы когда-нибудь использовали общественную зарядную станцию ​​для зарядки мобильного телефона, когда он разряжался? Если это так, остерегайтесь «сока».

Киберпреступники пытаются заразить ваши мобильные устройства, например смартфоны и планшеты, получить доступ к вашим личным данным или установить вредоносное ПО, пока вы их заряжаете.

В частности, сокрытие — это кибератака, при которой преступники используют общедоступные USB-порты для зарядки или кабели для установки вредоносного программного обеспечения на ваше мобильное устройство и / или кражи с него личных данных.


Прочитайте больше: С USB-C даже подключение к сети может настроить вас на взлом


Даже 60-секундного включения питания может быть достаточно, чтобы поставить под угрозу данные вашего телефона. Это связано с тем, что USB-кабели позволяют одновременно передавать как мощность, так и потоки данных.Жертвы могут остаться беззащитными перед лицом кражи личных данных, финансового мошенничества и значительного стресса.

Зарядные станции

USB — обычное дело в торговых центрах, аэропортах, отелях, ресторанах быстрого питания и даже в общественном транспорте. Хотя использование сока не является чем-то новым и пока не особенно широко распространено, недавно окружная прокуратура округа Лос-Анджелес отметила его как серьезную угрозу, особенно для путешественников, которые легко могут оказаться в ловушке и нуждаются в подзарядке аккумулятора.

Как это работает?

Во-первых, злоумышленники взламывают зарядные станции или кабели в общественных местах и ​​устанавливают на них вредоносное ПО. Затем это программное обеспечение заражает телефоны ничего не подозревающих пользователей, которые впоследствии подключаются к взломанному зарядному устройству.

Программное обеспечение может вторгнуться, повредить или даже вывести из строя ваш телефон. Он также может украсть или удалить данные с вашего телефона и, возможно, шпионить за вашей деятельностью по использованию, вплоть до передачи вашей личной информации, такой как номера учетных записей, имена пользователей, пароли, фотографии и электронные письма, злоумышленнику.

Как я могу определить, что меня накормили?

Взломанные мобильные устройства часто остаются незамеченными. Но есть несколько явных признаков того, что ваше устройство могло быть взломано. К ним относятся:

  • внезапный скачок расхода заряда аккумулятора или быстрая потеря заряда, указывающий на то, что вредоносное приложение может работать в фоновом режиме

  • устройство работает медленнее, чем обычно, или перезапускается без уведомления

  • приложения, которые долго загружаются или часто дают сбой

  • чрезмерный нагрев

  • Изменения в настройках устройства, которые вы не вносили

  • повышенное или ненормальное использование данных.

Как защитить себя?

Взлом USB-зарядных станций или USB-кабелей практически невозможно идентифицировать. Но есть несколько простых способов защититься от сока:

  • избегайте зарядных станций USB power

  • использовать розетки переменного тока, а не порты USB

  • используйте портативный аккумуляторный блок питания (свой, а не взаймы!)

  • Несите собственный зарядный кабель и адаптер

  • используйте устройство блокировки данных, такое как SyncStop или Juice-Jack Defender.Эти устройства физически препятствуют передаче данных и пропускают питание только во время зарядки

  • используйте USB-кабели только с питанием, такие как PortaPow, которые не передают никаких данных.

И, наконец, если вам необходимо использовать зарядную станцию, держите телефон заблокированным при этом. USB-порты обычно не синхронизируют данные с заблокированного телефона. Большинство мобильных телефонов запрашивают у вас разрешение предоставить USB-порту доступ к данным вашего телефона при подключении к сети. Если вы используете неизвестный или ненадежный порт, убедитесь, что вы отказываетесь.

Я думаю, что меня накормили соком — что мне делать?

Если вы подозреваете, что стали добычей, вы можете сделать несколько вещей, чтобы защитить целостность своего устройства:

  • контролировать свое устройство на предмет необычной активности

  • Удалите подозрительные приложения, о которых вы не помните, об установке

  • восстановить заводские настройки устройства

  • установить антивирусное программное обеспечение, такое как Avast Antivirus или AVG AntiVirus

  • Поддерживайте системное программное обеспечение вашего мобильного устройства в актуальном состоянии.Разработчики постоянно выпускают исправления против распространенных типов вредоносных программ.


Прочитайте больше: Apple iPhone можно было взломать годами — вот что с этим делать


В наши дни на наших мобильных устройствах хранится много данных, и защита нашей конфиденциальности имеет решающее значение. Хотя утечка сока не может быть широко распространенной угрозой, важно обеспечить безопасность наших мобильных устройств. Итак, в следующий раз, когда вы подумаете об использовании общедоступной зарядной станции USB или кабеля, спросите себя, стоит ли оно того, особенно если на карту поставлена ​​ваша личная информация.

Зарядный порт

и USB-порт для зарядки — Поддержка

Зарядка reMarkable

Подключите конец кабеля micro USB к порту зарядки micro USB, а конец USB — к разъему питания USB (макс. 5 В, 1,5 А) или к компьютеру.

Есть два способа проверить, заряжается ли reMarkable при включении:

  • Индикатор батареи на главном экране изменится со значка аккумулятора на значок зарядки.
  • Настройки батареи в Настройки будет указывать на то, что зарядное устройство подключено во время зарядки устройства.

Состояние батареи Зарядка аккумулятора

Устройство будет мигать белым, если оно выключено, когда оно начнет заряжаться.

Аккумулятор

  • Перезаряжаемый (Micro USB)
  • 3000 мАч

Предупреждение. Конечные пользователи не могут легко заменить батарею в этом продукте.

Подзарядка

Если вы используете reMarkable 2-3 часа в день, скорее всего, его хватит на всю неделю.

Если у вас по-прежнему возникают проблемы с зарядкой reMarkable, свяжитесь с нами здесь.

Не заряжается или заряжается медленно

Вот что делать, если аккумулятор не заряжается или заряжается медленно. Обратите внимание, что проблемы с зарядкой могут быть вызваны неисправным USB-кабелем.

Попробуйте следующие шаги:

  • Проблемы с зарядкой могут быть вызваны неисправным кабелем Micro USB, попробуйте использовать другой кабель
  • Попробуйте зарядить с помощью настенного USB-адаптера, подключенного к розетке.Перед отключением устройства дайте зарядному устройству быть включенным в розетку не менее 1 часа
  • Попробуйте зарядить через концентратор USB или док-станцию ​​

Порт зарядки Micro USB

Используйте порт для зарядки и прилагаемый кабель Micro USB для зарядки reMarkable.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.