Як працює зарядка USB, або як уникнути підірвання телефону

Технологічний світ, нарешті, зібрався навколо стандарту зарядки, після багатьох років власних адаптерів та потворних приладдя для живлення. USB-C перебуває в процесі їх заміни. Але, у блискучому прикладі отримання саме того, про що ми просили, і зовсім не те, що ми хотіли, USB-C вирішив проблему зі стіною, пересадивши її. Замість того, щоб бігати з колекцією настінних штепсельних вилків, що стосуються виробників, клієнти з декількома пристроями USB-C повинні працювати з специфічним для виробника або справді сумісним стороннім кабелем.

Десять -15 років тому вам завжди доводилося переконатися, що у вас є правильне джерело живлення для кожного з ваших гаджетів. Тепер ви повинні переконатися, що у вас є правильний кабель для свого гаджета. Частина причини цієї проблеми-це ще одна особливість, яка була вбудована в USB-C, щоб зробити її більш ефективною та гнучкою: доставкою потужності USB.

Не всі зарядні пристрої, з'єднувачі та кабелі народжуються рівними. Ви, напевно, помітили, що деякі зарядні пристрої сильніші за інших. Іноді одна USB -розетка на ноутбуці, здавалося б, потужна, ніж інша. На деяких настільних ПК, навіть коли вони вимкнено, ви можете заряджати свій смартфон через USB -розетку. Виявляється, є метод для всього цього безумства, але спочатку ми повинні пояснити, як діє USB -сила.

Нові специфікації

Зараз існує шість специфікацій USB - USB 1,0, 2,0, 3.0, 3.1, 3.2 та USB4. USB 1.0 досить дорослий, що ви практично ніколи цього не побачите, тому USB2-USB4 покриває спектр для більшості людей. Окремо від цього є USB-C, який є фізичним стандартом з'єднання, який можуть використовувати пристрої. У USB -мережі є один хост і один пристрій. Майже в кожному випадку ваш ПК - це хост, а ваш смартфон, планшет чи камера - це пристрій. Потужність завжди протікає від хоста до пристрою, хоча дані можуть надходити в обох напрямках, наприклад, коли ви копіюєте файли між комп’ютером та телефоном. Наведені нижче описи застосовуються до всіх версій USB, які зараз використовуються, включаючи USB4, 3.0, 3.1, 3.2 та їх різноманітні підшкірні (1 × 2, 2 × 2 тощо).

Що нового в USB4?

USB4 вимагає USB-C, тоді як попередні стандарти просто зробили це варіантом. Підтримка доставки електроенергії USB тепер обов'язкова, і стандарт тепер дозволяє відображати тунелювання PCI та PCI Express. Номінальна швидкість передачі даних на USB4 - 20 Гбіт / с та 40 Гбіт / с. До DisplayPort 2.0 підтримується через режим ALT, DP1.4 підтримується через тунелювання.

Щодо того, як продуктивність USB4 порівнюється з іншими стандартами USB, нам по -справжньому шкода, але це на даний момент трохи заплутано.

На відміну від попередніх поколінь USB, USB4 базується безпосередньо на специфікації Thunderbolt 3. Це не представляє жодної проблеми для AMD або інших компаній, які використовують USB4. До кінцевого користувача перехід на Thunderbolt повинен бути безшовним і непомітним. Пристрої USB4 не зобов'язані взаємодіяти з продуктами Thunderbolt 3, але пристрої Thunderbolt 4 також повинні підтримувати USB4.

USB4 не завжди додає максимальної пропускної здатності верхнього класу, але це повинно полегшити враження на показники більш високої продуктивності. Це рухає нас до USB-C як універсального стандарту, і він пропонує додаткові функції підтримки протоколу та тунелювання, які не були доступні раніше. Це не буде революційно, але пристрої USB4 Gen 3 × 2 будуть значно швидшими, ніж те, що було поставлено раніше.

USB 3.2 і раніше

Регулярна розетка USB 1,0 або 2,0 має чотири шпильки, а USB -кабель - чотири дроти. Внутрішні шпильки несуть дані (D+ та D-), а зовнішні штифти забезпечують 5-вольтовий джерело живлення. Порти USB 3.0 додають додатковий ряд з п’яти шпильок, тому кабелі, сумісні з USB 3,0, мають дев'ять проводів. З точки зору фактичного струму (Milliamps або MA), існує три види USB -портів, продиктовані поточними специфікаціями: стандартний порт вниз за течією, зарядний порт вниз за течією та спеціалізований порт зарядки. Перші два можна знайти на вашому комп’ютері (і їх слід позначити як такий), а третій вид застосовується до "німих" настінних зарядних пристроїв.

У специфікаціях USB 1,0 та 2,0 стандартний порт нижче за течією здатний доставити до 500 мА (0,5А); З USB 3.0 він рухається до 900 мА (0,9А). Зарядка вниз за течією та спеціалізовані порти зарядки забезпечують до 1500 мА (1,5А). USB 3.1 пропускає пропускання до 10 Гбіт / с у режимі SuperSpeed+, приносячи його приблизно еквівалентно Thunderbolt першого покоління. Він також підтримує розіграш потужності 1,5А та 3А над автобусом 5В. USB 3.2 не змінює цих аспектів стандарту.

USB-C-це зовсім інший роз'єм. Це універсально; Ви можете поставити його в будь -який бік, і це буде працювати, на відміну від USB, і, як і Apple Lightning Connector. USB-C також здатний вдвічі більше теоретичної пропускної здатності USB 3.0 і може виводити більше потужності. Apple приєдналася до USB-C з USB 3.1 ще в 2015 році з 12-дюймовими MacBook та новими професіоналами MacBook, і незабаром пішли телефони. Але також можуть бути USB-порти старшого стилю, які підтримують стандарт 3.1.

Специфікація USB також дозволяє виконувати порт "сну і заряд", саме там, де порти USB на комп'ютері, що працює вниз, залишаються активними. Можливо, ви помітили це на настільному ПК, де завжди є потужність, що протікає через материнську плату, але деякі ноутбуки також здатні до сну та заряду.

Тепер це те, що диктує специфікація. Але є багато зарядних пристроїв USB, які не відповідають цим характеристикам-в основному сорту стіни. Наприклад, iPad Charger Apple забезпечує 2,1А при 5 В; Amazon's Kindle Fire Charger виводить 1,8А; і багато зарядних автомобілів можуть виводити що завгодно від 1А до 2,1А.

Чи можу я підірвати свій USB -пристрій?

Тоді існує величезна дисперсія між звичайними USB -портами, оціненими в 500 мА, та спеціальними портами зарядки, які діють аж до 3000 мА. Це призводить до важливого питання: якщо ви взяте телефон, який поставив зарядний пристрій 900 мА, і підключіть його до зарядного пристрою iPad 2100 мА, як приклад, чи підірветься?

Коротше кажучи, ні: Ви можете підключити будь -який USB -пристрій до будь -якого USB -кабелю та до будь -якого USB -порту, і нічого не вибухне - і насправді, використовуючи більш потужний зарядний пристрій, якщо прискорити зарядку акумулятора.

Більш довга відповідь полягає в тому, що вік вашого пристрою відіграє важливу роль, диктуючи як швидко заряджатись, і чи можна його зарядити за допомогою стінового зарядного пристрою. Ще в 2007 році Форум реалізаторів USB випустив специфікацію зарядки акумулятора, яка стандартизувала швидші способи зарядки пристроїв USB, або перекачувавши більше підсилювачів через USB -порти вашого ПК, або за допомогою стінового зарядного пристрою. Незабаром після цього почали надходити пристрої USB, які реалізували цю специфікацію.

Якщо у вас є сучасний USB-пристрій, ви повинні мати можливість підключитися до USB-порту з високим вмістом Amperage і насолоджуватися швидшою зарядкою. Якщо у вас є старший продукт, він, ймовірно, не буде працювати з портами USB, які використовують специфікацію зарядки акумулятора. Він може працювати лише зі старовинними, оригінальними (500 мА) USB 1,0 та 2,0 портами ПК. У деяких (набагато старих) випадках USB -пристрої можна стягувати лише комп'ютерами з встановленими конкретними драйверами, але зараз це повертається майже два десятиліття.

А як щодо USB-C?

USB-C-це особливий випадок. Поки ви не підірете пристрій від підключення неправильного зарядного пристрою, ви можете підірвати телефон, перемикач Nintendo або інший пристрій за допомогою неправильного кабелю USB-C. Звідки ви знаєте, що таке правильний кабель USB-C? Іноді - і це потворна правда - ти не можеш. У минулому існували електронні таблиці, присвячені запису хороших проти поганих кабелів, але проекти, здається, впали на узбіччя і зараз застаріли. Якщо ви купуєте замінний кабель USB-C для кабелю, наданого виробником, рекомендуємо придбати у OEM або уповноваженого, стороннього виробника. У цій статті ми висвітлювали початкові проблеми з USB-C.

Що робити, якщо у вас вже є сторонній кабель або не маєте жодного варіанту, окрім як використовувати його? Навіть якщо це працює, швидкість повільної зарядки може бути проблемою. Це краще, в тому сенсі, що воно насправді не пошкодить жодного вашого обладнання. У багатьох випадках ваш пристрій буде заряджати лише мінімальну або майже мінімальну швидкість, на відміну від варіантів швидкої зарядки, які зараз підтримуються багатьма пристроями. Ця діаграма від Android Authority показує, як швидкість заряду змінюється залежно від того, який пристрій ви використовуєте.

Однак майте на увазі, що наслідки можуть бути гіршими, ніж просто повільна зарядка. Існують випадки людей, що підбивають пристрої з неправильним типом кабелю, та інші екземпляри, коли один пристрій може категорично відмовитись працювати з кабелем USB-C іншого пристрою з невідомих причин. У цьому випадку припущення полягає в тому, що пристрій відмовляється підключитися через заданий кабель, щоб захистити себе.

Швидка зарядка та інші нотатки

Багато нових телефонів пропонують певну можливість швидкого заряду-часто із змінними назвами, найпоширенішим є швидкий заряд Qualcomm, який працює з телефоном, що працюють на Snapdragon. Стандарт швидко розвивався і під час цього написання переходить до версії 5. Для швидкої зарядки на роботу, як правило, вам потрібно буде використовувати або адаптер живлення, який постачався з телефоном, або належним чином позначений стороннім адаптером. В іншому випадку, все одно знадобиться кілька годин, щоб сік вгору. Швидка плата, здається, згасає з ринку з появою доставки потужності USB (USB PD), але обидві можливості все ще підтримуються.

Є кілька інших речей, про які можна знати. У той час як ПК можуть мати два види USB -портів - стандартні нижче за течією або зарядка вниз за течією - OEM не завжди називали їх такими. Як результат, у вас може бути пристрій, який заряджає з одного порту на ноутбуці, але не з іншого. Це риса старих комп’ютерів, оскільки, здається, не є причиною того, що стандартні порти нижче за течією будуть використовуватися, коли доступні порти зарядки високої амперації. Більшість постачальників зараз розміщують невелику значок блискавки над належним портом зарядки на ноутбуках, а в деяких випадках ці порти можуть навіть залишатися, коли кришка закрита. Можливо, вам доведеться перевірити материнську плату або системну документацію, щоб визначити, які USB -порти надають усі потрібні можливості. Система може підтримувати лише зарядку, відтворення відео або Ethernet через один порт USB-C, навіть якщо у нього є два-чотири порти USB-C.