USB Power Delivery. Технология будущего.
В 21ом веке мы привыкли быть окруженными различными технологиями. Сотовая связь, интернет, компьютеры и, конечно же, наши карманные спутники жизни — смартфоны. Для всего этого обилия техники требуется энергия, а говоря простым языком — зарядка. В таком положении к нам на помощь приходят системы быстрой зарядки устройств. Об одной из них мы сейчас и поговорим.
Что это такое?
USB Power Delivery — новая модификация стандарта USB, обновления в которой касаются в основном количества передаваемой энергии. Несмотря на такое, казалось бы, небольшое изменение, стандарт может оказать очень сильное влияние на повседневную жизнь.
Некоммерческая организация USB Implementers Forum (USB-IF), в которую входят такие технологические гиганты: IBM, Intel, Microsoft, NEC, Compaq, Digital and Nortel, занимается внедрением стандартов USB. Одним из таких стандартов стал Power Delivery. Несмотря на то, что эта технология способна передать потребителю до 100W, сегодня, для повседневного практического использования — зарядки мобильных гаджетов (смартфонов, планшетов и т.д.), достаточно зарядного устройства с максимальными характеристиками напряжения до 15V, силы тока до 3А и мощности до 27W.
История создания.
В Intel днем рождения USB называют 15 ноября 1995 года. Первые спецификации для USB 1.0 были представлены в 1994—1995 годах. Разработка USB поддерживалась фирмами Intel, Microsoft, Philips, US Robotics. USB стал «общим знаменателем» под тремя не связанными друг с другом стремлениями разных компаний.
Поддержка USB вышла в виде патча к Windows 95 OEM Service Release 2, в дальнейшем она вошла в стандартную поставку Windows 98. В первые годы устройств было мало, поэтому шину в шутку называли «Useless serial bus» («бесполезная последовательная шина»)
Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC и Philips совместно выпустили с инициативой по разработке более скоростной версии USB. Спецификация USB 2,0 была опубликована в апреле 2000 года, и в конце 2001 года эта версия была стандартизирована USB Implementers Forum. USB 2.0 является обратно совместимой со всеми предыдущими версиями USB.
В начале 2000-х годов корпорация Apple отдавала предпочтение шине FireWire, в разработке которой она принимала активное участие. Ранние модели iPod были оснащены только интерфейсом FireWire, USB отсутствовал. Впоследствии компания отказалась от FireWire в пользу USB, оставив в некоторый моделях FireWire только для подзарядки.
С начала 2000-х годов в BIOS компьютеров массового сегмента включена поддержка USB. Это позволило загружаться с флеш-дисков, например, для переустановки операционной системы.
Первые материнские платы с поддержкой USB 3.0 вышли в 2010 году.
К 2013 году USB 3.0 стал массовым. В продаже имеются платы расширения, добавляющие поддержку USB 3.0 в старых компьютерах.
Технология USB Power Delivery обеспечивает передачу энергии до 100 Вт. Этого должно хватить для любых смартфонов, планшетов и других гаджетов. Благодаря технологии при помощи обычного USB-кабеля появится возможность заряжать и подключать все электронные устройства от источника заряда, которым может выступить смартфон, ноутбук или внешний аккумулятор.
Принцип работы.
USB PD работает по принципу подбора оптимальных характеристик подзарядки.
Спецификация стандарта PD определяет два механизма работы USB-зарядного устройства, которые он может предложить подключенным устройствам:
- Список фиксированных значений напряжения (V), каждое из которых имеет максимальное значение тока (A). Подключенное устройство выбирает напряжение и ток из этого списка. Это традиционная модель для устройств, которые имеют встроенную электронику для управления зарядом их батареи, включая изменение напряжения и тока, которые фактически поступают к батарее. Побочным эффектом такой модели является генерирование тепла на зарядной схеме, что может быть проблемой для устройств малого форм-фактора.
- Перечень множественных программируемых диапазонов значений напряжения (V), каждое из которых имеет максимальное значение тока (A). Подключенное устройство подает запросы на напряжение (с шагом в 20 mV), которое находится в требуемом диапазоне и с максимальным током. USB-зарядное устройство подает нужное напряжение до тех пор, пока не будет достигнуто максимального тока, после чего USB-зарядное устройство уменьшит свое выходное напряжение, чтобы не подавать больше нужного максимального тока. Во время зарядного цикла, в котором подается «порция» наивысшего значения тока, USB-зарядное устройство может подключиться напрямую (через соответствующее предохранительное устройство) к батарее. Эта модель используется устройствами, которые хотят минимизировать тепловое воздействие на их внутренние схемы зарядки.
Таким образом, гаджет сам указывает источнику питания какой ток и напряжение необходимо подать. Если PD не поддерживается гаджетом, то будут выбраны минимальные характеристики подзарядки.
Итог
Основным преимуществом, безусловно, является быстрая зарядка. К примеру, на сегодняшний день, полную поддержку PD имеют уже Apple (начиная с iPhone 8) и Google (начиная с GooglePixel), наполнить их телефоны 50% -ным зарядом возможно менее чем за 30 мин., a достичь полной зарядки удастся в четыре раза быстрее чем от обычных зарядных устройств.
В будущем есть вероятность появления специальных розеток Power Delivery, которые могут вытеснить привычные нам “вилки”. Будущее не за горами, оно уже здесь!
