Unsa ang USB Power Delivery?

Ang USB Power Delivery (USB PD) usa ka protocol sa pag-charge nga nakigsabot sa pagbalhin sa kuryente tali sa mga device gamit ang USB connection, nga naghatud gikan sa 5 watts hangtod sa 240 watts. Dili sama sa standard nga USB port nga limitado sa 5 volts, ang USB PD nag-adjust sa boltahe sa dinamikong paagi tali sa 5V ug 48V, nga makapahimo sa tanan gikan sa mga smartphone ngadto sa taas nga-power laptops nga maka-charge pinaagi sa usa ka cable type.

Ang salamangka sa luyo sa USB PD mahitabo sa duha ka managlahi nga mga hugna nga dili makita sa kadaghanan sa mga tiggamit.

Kon imong isaksak ang usa ka device ngadto sa USB PD charger, ang Configuration Channel (CC) nga mga pin sa USB-C connector magsugod dayon og panag-istoryahanay. Sulod sa millisecond, ipahibalo sa charger kung unsa nga mga boltahe ug mga sulog ang mahatag niini, samtang ang imong aparato motubag kung unsa ang kinahanglan niini. Kini nga handshake naggamit sa Power Delivery Objects (PDOs) protocol-sa panguna usa ka menu sa mga opsyon sa kuryente gikan sa batakang 5V hangtod sa pinakataas nga kapabilidad sa charger.

Sa higayon nga sila magkauyon sa usa ka kontrata sa kuryente, ang aktuwal nga elektrisidad moagos sa VBUS pin. Kanunay nga gimonitor sa imong device ang proseso sa pag-charge, ug dinhi ang mga butang nahimong maalamon: kung ang baterya sa imong telepono moinit o moabot sa pipila ka mga limitasyon sa panahon sa pag-charge sa baterya sa lithium ion, mahimo kining mag-negosasyon pag-usab sa tunga-tunga sa -sesyon, mangayo og gamay nga gahum sa pagpanalipod sa mga selula. Ang charger motubag sulod sa mga microsecond, nga mag-adjust sa output niini. Kini nga balik-balik-ug-nagpadayon sa tibuok nga sesyon sa pag-charge.

Ang boltahe nga stepping naglihok sa fixed increments para sa standard PD: 5V para sa basic devices, 9V para sa daghang phone, 15V para sa pipila ka tablets, ug 20V para sa laptops. Apan ang mas bag-ong mga protocol sama sa PPS ug AVS-nga atong tukion unya-ilabay kining gahi nga estraktura para sa usa ka butang nga mas flexible.

USB Power Delivery

Ang USB PD wala makita sa tibuok gabii. Ang unang espesipikasyon sa 2012 naglimite sa gahum sa 60 watts, nga daw rebolusyonaryo niadtong panahona. Pagka 2014, ang USB PD 2.0 midoble niana ngadto sa 100 watts, nga sa kataposan naghimo niini nga mahimo alang sa pag-charge sa laptop. Kini nga bersyon nagpaila sa mga fixed nga profile sa boltahe (5V, 9V, 15V, 20V) nga gigamit gihapon sa daghang mga aparato karon.

Ang 2017 nga pagpagawas sa USB PD 3.0 nagdala sa Programmable Power Supply, nga nagtugot sa mga himan sa paghangyo sa bisan unsang boltahe tali sa 3.3V ug 21V sa gagmay nga 20mV increments. Unya sa 2021, ang USB PD 3.1 midugang sa Extended Power Range, nga nagduso sa kisame ngadto sa 240 watts pinaagi sa bag-ong 28V, 36V, ug 48V nga mga kapilian. Ang 16-pulgada nga MacBook Pro sa Apple nahimong usa sa mga una nga aparato nga magamit kini sa kinahanglan nga pag-charge nga 140W.

Labing bag-o, ang USB PD 3.2 miabot kaniadtong Oktubre 2024 nga adunay usa ka mando: bisan unsang aparato nga nangayo labaw sa 27 watts kinahanglan na karon nga suportahan ang Adjustable Voltage Supply (AVS) alang sa Standard Power Range. Ang serye sa iPhone 17 nahimong una nga mayor nga smartphone nga nagpatuman niini, nga nakapahimo sa ilang 40W nga dinamikong pag-charge. Base sa datos gikan sa USB-IF nga mga talaan sa sertipikasyon, kapin sa 15,000 ka device ang nakadawat ug PD 3.2 nga sertipikasyon tali sa Oktubre 2024 ug sayo sa 2025.

Ang pag-charge sa baterya sa Lithium ion nanginahanglan tukma nga boltahe ug kontrol sa karon aron mapataas ang katulin ug taas nga kinabuhi. Ang kasagaran nga lithium cell naglihok tali sa 3.0V kung mahurot ug 4.2V kung hingpit nga na-charge, apan kadaghanan sa mga aparato naggamit daghang mga selyula sa serye-ang imong laptop mahimong adunay 3S4P nga configuration (tulo ka mga cell sa serye, upat nga managsama) nanginahanglan 12.6V sa tibuuk nga bayad.

Dinhi ang pagka-flexible sa USB PD nahimong kritikal. Kung wala’y dinamikong pag-adjust sa boltahe, kinahanglan nga i-convert sa usa ka charger ang 20V hangtod sa bisan unsang boltahe nga gikinahanglan sa imong sistema sa pagdumala sa baterya, nga nag-usik sa kusog sama sa kainit. Uban sa PPS o AVS, ang charger makahatag ug butang nga mas duol sa target nga boltahe-ingon, 11V imbes nga 20V para nianang laptop nga baterya-magpamenos sa pagkawala sa pagkakabig gikan sa halos 15% ngadto sa 3-5%.

Ang kanunay nga-kasamtangan/permanente-boltahe (CC/CV) nga algoritmo sa pag-charge nga gikinahanglan sa mga lithium cell ang mga mapa sa hingpit ngadto sa mga kapabilidad sa PPS. Atol sa inisyal nga fast{3}}charge phase, ang PPS nagmintinar sa kanunay nga kasamtangan samtang ang boltahe motaas. Sa diha nga ang cell moduol sa 4.2V, ang protocol mobalhin sa kanunay nga boltahe samtang ang kasamtangan nga pag-tap. Ang ubang mga smartphone karon nag-bypass sa ilang internal nga mga regulator sa boltahe sa hingpit, nga nagtugot sa PD charger sa pagpakaon sa baterya direkta-Ang Super Fast Charging nga teknolohiya sa Samsung nakab-ot ang labaw sa 99% nga kahusayan gamit kini nga pamaagi.

Ang pagdumala sa temperatura sa panahon sa pag-charge sa baterya sa lithium ion nakabenepisyo usab sa mga kapabilidad sa negosasyon sa USB PD. Kung ang usa ka sistema sa pagdumala sa baterya makamatikod sa mga selula nga moabot sa 45℃, makapangayo dayon kini og ubos nga kuryente, nga makapugong sa mga senaryo sa thermal runaway nga naghampak sa mas daan nga paspas nga-charging system.

Parehong Programmable Power Supply ug Adjustable Voltage Supply nagtumong sa pagpausbaw sa episyente sa pag-charge, apan lahi ang ilang pagtrabaho ug lainlain ang katuyoan.

Ang PPS naglihok sa tinuod nga-panahon. Gi-adjust niini ang boltahe sa 20mV nga mga lakang ug ang kasamtangan sa 50mA nga mga pag-uswag, pagsubay sa boltahe sa imong baterya samtang kini mosaka gikan sa walay sulod ngadto sa puno. Ang PPS charger nagmintinar sa makanunayon nga komunikasyon sa imong device, nag-update sa power delivery nga posibleng gatosan ka beses sa usa ka sesyon sa pag-charge. Gihimo kini nga sulundon alang sa mga baterya sa smartphone, nga nakabenepisyo gikan sa tukma nga pagpares sa boltahe sa tibuuk nga kurba sa pagsingil. Ang PPS max sa 100W ug naglihok tali sa 5V ug 21V.

Ang AVS nagkuha ug lahi nga pamaagi. Kini nag-adjust sa boltahe sa mas dako nga 100mV nga mga lakang ug nagtutok sa usa ka-kausa o panagsa nga negosasyon kaysa padayon nga pagsubay. Hunahunaa kini ingon nga pagbutang sa usa ka mas maayo nga fixed boltahe kay sa kanunay nga pag-tweak. Ang AVS nagsuporta ug mas taas nga gahum-hangtod sa 240W-ug makalihok tali sa 9V ug 48V. Ang trade{11}}off? Dili kaayo granular nga kontrol.

Para sa praktikal nga katuyoan, ang PPS nagpabiling mas maayo para sa pag-charge sa smartphone tungod sa pagkatukma niini ug sa tinuod nga-panahon nga pagpahaom. Ang AVS nagdan-ag alang sa mga laptop ug monitor nga nanginahanglan ug taas nga gahum apan wala magkinahanglan sa ikaduha nga-sa-ikaduha nga pag-adjust. Kaniadtong 2025, halos 65% sa mga punoan nga telepono sa Android ang nagsuporta sa PPS, samtang ang pagsagop sa AVS sa mga aparato sa konsumedor nagpabilin nga ubos sa 5% sumala sa datos sa pagsulay sa ChargerLAB.

Nagdaghan ang kalibog tungod kay opsyonal ang PPS samtang ang AVS nahimong mandatory sa PD 3.2 para sa mga device nga nangayo og sobra sa 27W. Mahimong suportado sa imong charger ang duha, usa, o dili-ug kasagaran walay klaro nga label nga isulti kanimo kung hain.

Ang USB PD naggamit sa Power Delivery Objects aron makigkomunikar sa mga kapabilidad, apan ang aktuwal nga gahum nga gihatag nagdepende sa negosasyon tali sa duha ka kilid.

Ang usa ka 100W nga charger mahimong mag-anunsyo sa unom nga naayos nga PDO:

5V @ 3A (15W)

9V @ 3A (27W)

15V @ 3A (45W)

20V @ 3A (60W)

20V @ 5A (100W)

Dugang nga potensyal nga usa ka PPS APDO nga nagtanyag 5V-21V @ 5A.

Ang imong device motan-aw niini nga menu ug mopili kon unsay gikinahanglan niini. Ang drowing sa telepono nga 27W mangayo og 9V @ 3A. Ang 60W nga laptop mangayo og 20V @ 3A. Kung dungan nga mag-charge ang duha ka device pinaagi sa usa ka multi-port charger, ang kuryente mabahin-sa kasagaran dinamikong paagi, uban sa konektado nga mga device nga mag-negosasyon pag-usab samtang imong isaksak o i-unplug ang uban.

Dinhi diin ang mga butang makapakyas sa mga tiggamit. Gisaksak nimo ang imong 100W nga laptop sa usa ka 100W nga charger ug nahibulong kung ngano nga kini hinay nga nag-charge. Ang tubag mahimo nga ang imong laptop nanginahanglan piho nga mga kombinasyon sa boltahe nga wala sa lista sa PDO sa charger, o ang kable wala mosuporta sa 5A, nga naglimite kanimo sa 60W nga maximum. Ang laptop nahibalik sa bisan unsang profile nga nagtrabaho, kasagaran 45W o 60W lang.

E-mga kable nga gimarkahan nakasulbad niini nga problema. Kini nga mga kable adunay usa ka chip (e-marker) nga nagpaila sa ilang mga kapabilidad sa panahon sa unang paglamano. Ang charger dili makahatag ug labaw sa 60W nga walay pagkumpirma nga ang cable makahimo sa pagdumala sa 5A. Kini nga bahin sa kaluwasan nagpugong sa sobrang kainit, apan kini nagpasabot nga ang imong $5 nga generic nga USB-C cable mahimong ang bottleneck, dili ang imong charger.

USB Power Delivery

Usa sa labing maayo nga bahin sa USB PD nga gitugotan ang mga aparato nga magbalhin kung kinsa ang naghatag gahum nga wala’y pagdiskonekta.

Hunahunaa ang usa ka docking station nga nagpaandar sa imong laptop samtang nagtrabaho ka. Kana nga pantalan mao ang "tinubdan" ug ang imong laptop mao ang "sink." Kung adunay mabangga sa kable sa kuryente sa pantalan, ang tradisyonal nga USB moputol dayon sa kuryente-nga posibleng makadaut sa datos sa konektado nga mga drive. Ang Fast Role Swap (FRS) nakamatikod sa pagkawala sa kuryente ug, sulod sa 150 microseconds, gibali ang mga tahas. Ang imong laptop nahimong tinubdan, karon nagpaandar sa pantalan ug sa mga peripheral niini gikan sa kaugalingon nga baterya.

Kini nga bidirectional nga kapabilidad molapas pa sa mga senaryo sa emerhensya. Mahimo nimong i-charge ang imong telepono gikan sa baterya sa imong laptop, bisan kung ang laptop mismo nag-charge gikan sa adapter sa dingding. Ang mga power bank makadawat ug makahatag ug gahum pinaagi sa samang USB-C port. Ang ubang e-baterya sa bisikleta migamit na karon og USB PD aron mag-charge samtang dungan nga gipaandar ang imong telepono ug mga suga.

Ang FRS handshake mahitabo pinaagi sa CC pins. Kung ang usa ka tinubdan mawad-an og gahum, kini mobira sa linya sa CC ngadto sa yuta sulod sa 60-120 microseconds-usa ka tinuyo nga signal, dili usa ka aksidente. Ang lababo, nga kanunay nga nag-monitor, nakakuha niini nga signal ug nagtanyag dayon nga mahimong bag-ong gigikanan. Ang tibuok swap makompleto sa dili pa ang boltahe sa VBUS moubos sa 5V, nga magpabilin nga walay hunong nga gahum sa downstream nga mga himan.

Ang USB PD naglakip sa daghang mga layer sa proteksyon, apan ang ekosistema dili perpekto.

Ang matag transaksyon sa PD naglakip sa overcurrent nga proteksyon. Ang charger nag-monitor kung unsa kadaghan ang agos sa aktuwal nga pag-agos ug ma-shut down kung kini molapas sa limitasyon sa negosasyon nga labaw sa 10%. Ang panalipod sa sobra nga boltahe parehas nga molihok-kung ang VBUS mosaka labaw sa 10% labaw sa gikasabutan nga boltahe, ang duha ka mga aparato kinahanglan nga magdiskonekta.

Ang pagpamati sa temperatura mahitabo sa duha ka tumoy. Ang mga charger adunay mga thermistor nga makapakunhod sa kuryente o makasira sa hingpit nga labaw sa 85 degree. Gi-monitor usab sa mga aparato ang mga temperatura sa baterya ug pag-charge sa sirkito, nangayo og ubos nga kuryente kung ang mga butang init kaayo.

Ang problema? Dili tanang USB-C nga produkto nagsunod sa espesipikasyon. Ang independyenteng pagsulay sa mga organisasyon sama sa grupo ni Benson Leung nakakaplag ug mga kable nga bakak bahin sa ilang mga kapabilidad, nawala nga pull{2}}mga resistor nga kinahanglan magsenyas sa mga limitasyon sa kasamtangan, ug mga charger nga naghatud sa dili lig-on nga mga boltahe sa panahon sa negosasyon. Kining gikan sa-sa-spec nga mga produkto makadaut sa mga device o, sa labing gamay, moresulta sa hinay o pakyas nga pag-charge.

Ang kalidad sa cable labi ka hinungdanon kaysa nahibal-an sa kadaghanan sa mga tawo. Usa ka pagtuon nga gipatik niadtong 2024 sa Granite River Labs nagsulay sa 200 ka random USB{3}}C nga mga kable gikan sa mga online marketplace ug nakit-an nga 38% ang napakyas sa batakang mga detalye sa kuryente. Sa mga nagsuporta sa 100W, ang 12% dili makapadayon sa stable nga boltahe sa ilawom sa bug-os nga karga, hinungdan sa pag-ubos sa boltahe nga nagpahinabog mga pagsira sa kaluwasan sa mga gilakip nga aparato.

Ang wattage number sa usa ka charger nagsulti kanimo sa labing taas nga kapabilidad niini, dili kung unsa ang madawat sa imong aparato. Ang usa ka 65W nga pag-advertise sa charger nga "PD 3.0" mahimong maghatag lamang ug 45W sa imong partikular nga laptop kung ang mga profile sa boltahe dili mohaum sa gihangyo sa imong sistema sa pagdumala sa baterya.

Susiha kini nga mga detalye:

Listahan sa boltahe: Ang maayong mga charger klaro nga naglista sa ilang mga PDO. Pangitaa ang "5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A" o susama.

Suporta sa PPS: Kung ikaw adunay Android nga telepono, ang "PPS 5-21V @ 5A" nagpasabut nga hingpit nga kapabilidad sa pag-charge.

AVS alang sa taas nga-gahum nga mga himan: Ang mga device nga nanginahanglan og labaw sa 27W sa ulahing bahin sa 2024 kinahanglan nga mosuporta sa AVS, busa pangitaa ang "AVS 9-20V" sa mga specs sa charger.

Sertipikasyon: USB-IF certification (TID number) nagpamatuod nga ang charger nakapasar sa compliance testing.

Alang sa mga kable, hinungdanon ang mga marka. Ang usa ka kable nga adunay marka nga "USB 2.0" nagdumala ra sa mga katulin sa datos hangtod sa 480 Mbps apan mahimo gihapon nga suportahan ang 240W nga paghatud sa kuryente-data ug ang mga rating sa kuryente lahi. Pangitaa ang:

5Ao100W+pagmarka alang sa taas nga-mga aplikasyon sa gahum

E-marker chipgikinahanglan alang sa bisan unsa nga labaw sa 60W

USB-IF nga sertipikasyon(bisan tuod kini mas talagsaon sa mga kable)

Daghang-port charger nagpaila sa pagkakomplikado. Ang usa ka 100W dual-port charger mahimong makahatag og 100W gikan sa usa ka port, o 65W + 30W kung pareho nga aktibo. Ang labing maayo naggamit sa dinamikong alokasyon sa kuryente, pagsusi sa konektado nga mga aparato matag pipila ka segundo ug pag-apod-apod usab sa gahum kung gikinahanglan. Ang mga modelo sa badyet migamit ug fixed allocation schemes nga nag-usik sa kapasidad-usa ka 30W nga telepono sa 100W nga charger nga gi-configure para sa 65W + 35W nga split makakuha lang og 35W.

Dili. Ang negosasyon sa gahum nagsiguro nga ang mga aparato makadawat lamang sa ilang gipangayo. Ang usa ka 100W nga charger nga konektado sa usa ka telepono nga nagsuporta lamang sa 18W maghatag eksakto nga 18W pagkahuman sa negosasyon. Ang dugang nga kapasidad wala magamit.

Dili tanang USB-C nga mga kable nagsuporta sa paghatud sa kuryente sa hustong paagi. Ang mga kable kinahanglang ma-rate para sa imong mga panginahanglanon sa kuryente-60W ug ubos sa pagtrabaho uban sa standard nga mga kable, apan ang 100W ug pataas nagkinahanglan og 5A-rated nga mga kable nga adunay e-marker chip. Ang paggamit sa usa ka underrated nga kable mahimong limitahan ang katulin sa pag-charge o mahimo’g mag-overheat.

Tulo ka kasagarang mga rason: ang cable wala gi-rate alang sa taas nga kasamtangan, ang baterya sa imong device init ug adunay throttled charging speed alang sa kaluwasan, o ang charger wala mosuporta sa piho nga boltahe nga gihangyo sa imong device. Gilimitahan usab sa ubang mga device ang katulin sa pag-charge kon anaa ang screen o gigamit ang device.

Ang USB-C nagtumong sa pisikal nga porma sa connector-ang gamay, mabalik nga plug. Ang USB PD mao ang protocol sa komunikasyon nga nagtugot sa paspas nga pag-charge ug paghatud sa taas nga gahum pinaagi sa kana nga konektor. Mahimo kang adunay USB-C nga walay PD, apan ang USB PD nagkinahanglan og USB-C.

USB Power Delivery

Ang USB PD misaad nga wagtangon ang drawer sa mga proprietary charger, ug kini partially delivered. Maka-charge ka na sa mga telepono, tablet, laptop, ug daghang mga aksesorya gikan sa samang charger-basta masabtan nimo ang mga kinahanglanon sa kuryente ug suporta sa protocol.

Apan ang ebolusyon sa espesipikasyon adunay tipik nga pagkaangay. PPS vs AVS, SPR vs EPR, ang mandatory nga AVS nga kinahanglanon human sa 27W, opsyonal nga mga bahin nga ang mga tiggama nagpatuman sa dili makanunayon-kini makamugna og kalibog. Ang usa ka device gikan sa 2020 mahimong dili paspas nga-pag-charge gamit ang 2025 nga charger bisan pa sa pag-angkon sa duha nga "USB PD 3.0" nga suporta.

Ang mando sa European Union nga nanginahanglan og USB-C sa kadaghanan nga mga aparato sa 2024 gipaspasan ang pagsagop apan gibutyag usab kini nga mga kal-ang sa pagkaangay. Ang mga grupo sa industriya karon nagduso alang sa mas klaro nga mga sumbanan sa pag-label, apan sa sayong bahin sa 2025, kinahanglan pa nimo nga susihon ang piho nga suporta sa protocol imbes nga mosalig sa kinatibuk-ang "paspas nga pagsingil" nga mga pag-angkon.

Para sa mga device nga adunay lithium ion nga mga baterya, ang USB PD nagrepresentar sa usa ka mahinungdanong pag-uswag sa episyente kay sa fixed-voltage charging. Ang katakus sa protocol sa pagpares sa boltahe sa gigikanan sa mga kinahanglanon sa baterya makapakunhod sa kainit sa basura ug makapadali sa pag-charge nga wala’y sobra nga kainit. Samtang ang pagsagop sa PPS nagpadayon sa pag-uswag-ilabi na sa tunga-tunga sa-mga Android device nga kaniadto nagsalig sa proprietary nga mga sumbanan-kami nagkaduol sa tinuod nga unibersal nga paspas nga pag-charge.

Ang cable nagpabilin nga huyang nga sumpay. Hangtud nga ang e-marker chips mahimong mandatory para sa tanang USB-C cables ug mas maayo nga authentication magpugong sa dili-compliant nga mga produkto nga makasulod sa merkado, ang mga tiggamit kinahanglan nga magtagad sa mga detalye. Ang saad sa "usa ka kable para sa tanan" tinuod, apan kung kana nga kable aktuwal nga nagtagbo sa USB-IF nga mga sumbanan. Susihon ang mga rating, pangitaa ang sertipikasyon, ug kung mahimo, gamita ang mga kable gikan sa parehas nga tiggama sama sa imong mga high{7}}power device.