Was ist USB Power Delivery (PD)-Technologie? Eine Erklärung von USB-PD und seinen Typen.

USB Power Delivery (PD) Diese Technologie ermöglicht es dem Gerät, mit Ladegerät und Kabel zu kommunizieren, um seinen Leistungsbedarf zu ermitteln und so ein sicheres, schnelles und effizientes Laden zu gewährleisten. Der entscheidende Unterschied liegt in der höheren Übertragungskapazität im Vergleich zu herkömmlichen USB-Lademethoden. Darüber hinaus lässt sie sich integrieren USB-PD Technisch gesehen in jedem Hafen USB-C Wenn der Hersteller dies wünscht.

Selbst die speziellen Versandstandards von Unternehmen wie OnePlus وXiaomi وApple Es kann zwar nicht mit der absoluten Universalität von USB-PD mithalten, aber es gibt verschiedene USB-PD-Standards, und nicht jedes kompatible Gerät unterstützt denselben Stromversorgungstyp. Schauen wir uns das also genauer an und sehen wir uns an, wie USB-PD funktioniert.

Wie funktioniert USB PD?

Wenn Sie ein neueres Smartphone besitzen, ist Ihnen wahrscheinlich aufgefallen, dass es deutlich schneller lädt als ältere Modelle. Dies liegt vermutlich an USB-PD und dessen Fähigkeit, die Ausgangsspannung im Gegensatz zu älteren Protokollen selbst zu konfigurieren.

Möglicherweise sind Sie bereits damit vertraut USB Es handelt sich um das gebräuchlichste Kommunikationsprotokoll, aber in Bezug auf den Stromverbrauch ist die Technologie USB-Akku AufladenDer frühere USB-PD-Standard hinkte anderen hinterher. Mit der Zeit benötigten wir außerdem eine Möglichkeit, unsere Geräte schneller, sicherer und effizienter aufzuladen. Hier kam USB Power Delivery ins Spiel.

Um dieses Konzept zu verstehen, muss man zunächst wissen, was es ist. Energie.

Einfach ausgedrückt: Energie ist Stromstärke × Versorgungsspannung (P=IV)Bei der PD-Technologie werden Strom- und Spannungswerte so angepasst, dass die benötigte Menge bereitgestellt wird. Diese „benötigte Menge“ wird durch Aushandlung der Stromversorgung zwischen Ladegerät und Gerät ermittelt.

Das Ladegerät sendet zunächst ein Signal mit geringer Leistung an das Gerät. Dieses reagiert darauf, indem es die maximale Leistung aufnimmt. Anschließend passt das Ladegerät Ausgangsspannung und -strom an die Anforderungen des Geräts an.

Dies geschieht, um einen sicheren Ablauf des Versandprozesses zu gewährleisten und etwaige Kompatibilitätsprobleme zu vermeiden.

Um es grob zu schätzen: Ihr Telefon wird voraussichtlich mehr als 15 Watt Zumindest, wenn es irgendeine Art von Schnellladetechnologie unterstützt. Was das Laden von USB-Akkus angeht, unterstützt es eine maximale Kapazität. 5 Volt Und 0.9 AmpereWas ungefähr gleichbedeutend ist 4.5 Watt Aus Energie.

Aus diesem Grund wird USB Typ-C häufig anstelle von Typ-A oder Micro-USB verwendet, da es Zugriff auf … 3 Ampere, Mit 5 VoltAlternativ kann er verwenden 1.5 Ampere Mit dem gleichen Aufwand. Und mit PD kann Ihr Gerät (sofern unterstützt) eine bestimmte Reichweite erzielen. 240 Watt!

Die Rolle von USB Typ-C in USB PD

USB PD und USB Typ-C werden oft verwechselt oder synonym verwendet, sind aber tatsächlich zwei unterschiedliche Technologien. USB PD ist ein Protokoll, das es Geräten ermöglicht, die benötigte Strommenge auszuhandeln, während USB Typ-C ist lediglich ein Anschlussstandard. Es dient zur Unterstützung von USB-PD.

Daher verwendet USB PD einen USB-Typ-C-Anschluss, Nicht alle USB-Typ-C-Anschlüsse unterstützen USB PD.Das bedeutet, dass Sie, wenn Sie die von USB PD gebotenen Schnellladegeschwindigkeiten nutzen möchten, sicherstellen müssen, dass sowohl Ihr Gerät als auch Ihr Ladegerät USB PD unterstützen.

Andererseits bietet USB Typ-C folgende Vorteile:RückladefähigkeitDas bedeutet, dass es Signale in beide Richtungen senden kann. Dadurch ist es praktischer, da Sie damit Ihre tragbare SSD über Ihr Smartphone mit Strom versorgen oder sogar Ihr Smartphone aufladen können, indem Sie es an ein anderes Gerät anschließen. Allerdings gibt es Einschränkungen, beispielsweise können Hersteller bestimmte USB-PD-Funktionen beschränken, sodass Ihre Erfahrungen variieren können.

USB PD-Typen

Als Standard hat sich USB-PD rasant weiterentwickelt und ermöglicht schnelles und effizientes Laden von Geräten. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass nicht alle Geräte PD auf dieselbe Weise implementieren, was die zahlreichen Überarbeitungen im Laufe der Jahre erklärt.

Es war USB PD 1.0 Ein Wendepunkt, an dem er bis zu 100 Watt (20 Volt bei 5 Ampere)Dies ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber herkömmlichen USB-Leistungsspezifikationen. Die Leistungsstufen werden durch einen Aushandlungsprozess zwischen Gerät und Ladegerät bestimmt und sind nicht mehr an feste Spannungs- und Stromwerte gebunden, wie bisher angenommen.

Die Entwicklungen in USB PD 2.0 Und 3.0 Im Mittelpunkt stehen vor allem Energiemanagementfunktionen. Das System liefert detailliertere Informationen über das geladene Gerät, beispielsweise Meldungen über zu hohe Akkutemperaturen oder Überschreitungen der erwarteten Spannungs- oder Stromwerte. Diese Verbesserungen haben wesentlich zur Ladesicherheit und -effizienz beigetragen.

Die Wirksamkeit dieser Verbesserungen hängt jedoch von der Kompatibilität Ihres Geräts und Ladegeräts ab. Zwar lassen sich die Vorteile einer bestimmten PD-Version nur dann voll ausschöpfen, wenn sowohl Gerät als auch Ladegerät diese Version unterstützen, doch wurde USB PD genau mit diesem Aspekt entwickelt. Rückwärtskompatibilität.

Das bedeutet, dass ein Gerät, das beispielsweise PD 3.0 unterstützt, weiterhin mit einem PD 2.0- oder 1.0-Ladegerät geladen werden kann, allerdings ohne die zusätzlichen Energiemanagementfunktionen, die in späteren Versionen eingeführt wurden.

Programmierbares USB-Netzteil (USB PPS)

Erinnern Sie sich noch daran, dass wir darüber gesprochen haben, dass USB PD mit bestimmten Spannungspegeln arbeitet? Traditionell lagen diese Pegel bei 5V و9V و15V و20VDies trägt zu den typischen Laderaten bei, die bei Geräten wie beispielsweise 18W أو 30WWas aber, wenn die optimale Ladegeschwindigkeit für Ihr Gerät beispielsweise in diesen Bereichen liegt? 44W؟

Früher, mit USB PD 2.0, war man auf feste Spannungsstufen beschränkt, was bedeutete, dass ein 44-W-Gerät möglicherweise nur mit einer geringeren Geschwindigkeit geladen werden konnte. Mit dem Aufkommen von Programmierbares Netzteil (PPS) Mit der Einführung von USB PD 3.0 änderte sich diese Situation grundlegend. PPS ermöglicht eine präzise Steuerung der Spannungs- und Stromzufuhr und erlaubt Anpassungen bis in die kleinsten Schritte. 20mV و50 mA Durch diese präzise Steuerung wird sichergestellt, dass nahezu jede Laderate innerhalb der Möglichkeiten des Geräts vom Ladegerät genau unterstützt wird.

Die zunehmende Verbreitung von USB PD mit PPS kann unsere Ladelösungen erheblich vereinfachen. Hauptziel von USB PD ist die Steigerung der Ladeeffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung von Elektroschrott. Durch die Nutzung von PPS kann ein einziges Ladegerät idealerweise eine Vielzahl von Geräten vollständig mit Strom versorgen, wodurch der Bedarf an mehreren gerätespezifischen Ladegeräten minimiert wird.

Vorteile von USB PD

Was macht USB PD also zu einer so weit überlegenen Option gegenüber allen anderen Standards?

1. Höheres Energieniveau: USB-PD kann bis zu 240 Watt Aus Energie, die das effiziente Laden von Geräten mit hohem Stromverbrauch ermöglicht, wie z. B. Laptops und Spielkonsolen.
2. Flexible Leistungsanpassung mit PPS: Die programmierbare Stromversorgung (PPS) ermöglicht die Stromversorgung des Geräts. Anforderung einer Zwischenspannung im Bereich von 15 Volt bis zur maximal verfügbaren Konstantspannung Vom Ladegerät. Diese Flexibilität gewährleistet, dass das Gerät die für ein effizientes Laden erforderliche Spannung erhält, während gleichzeitig die Ladegeschwindigkeit erhöht und die Wärmeentwicklung reduziert wird.
3. Einführung neuer elektrischer Spannungen in USB PD 3.0: USB PD 3.0 fügt neue stabile Spannungen hinzu, wie zum Beispiel 28 Volt، 36 Volt, و48 VoltWas bis zu 140 Watt، 180 Watt, و240 Watt Der jeweilige Energieverbrauch ist entsprechend. Obwohl diese Werte nicht für mobile Geräte gelten, erfüllen sie die Anforderungen von Geräten mit hohem Energiebedarf.
4. Bidirektionaler Energiefluss: USB PD unterstützt bidirektionalen Stromfluss, sodass Geräte sowohl Strom empfangen als auch abgeben können. Diese Funktion ermöglicht es beispielsweise einem Laptop, ein Smartphone über ein USB-Typ-C-Kabel am selben Anschluss aufzuladen, an dem er selbst geladen wird.
5. Intelligentes Energiemanagement: USB PD ermöglicht es jedem Gerät, nur so viel Strom zu beziehen, wie es benötigt. Dadurch wird die Energieausnutzung verbessert und potenziellen Geräteschäden vorgebeugt.
6. Breites Anwendungsspektrum: USB PD ist nicht auf Geräte mit hohem Stromverbrauch beschränkt. Es eignet sich auch für Geräte mit niedrigem Stromverbrauch wie Kopfhörer. Der entscheidende Vorteil liegt in der universellen Anwendbarkeit, wodurch separate Ladegeräte für jedes Gerät überflüssig werden, sofern dieses USB PD unterstützt. Dies wirkt sich positiv aus auf Die Umgebung Es reduziert Ihren CO2-Fußabdruck.

Warum haben Unternehmen die Entwicklung ultraschneller Ladetechnologien eingestellt?

Die Handyhersteller versuchen ständig, die Ladegeschwindigkeit ihrer Geräte zu verbessern. Scheinbar alle zwei Wochen kommt ein neues Handy auf den Markt, das verspricht, in nur wenigen Minuten von null auf hundert Prozent geladen zu werden.

Belag Xiaomi Dieser Trend, bei dem es mit Ladegeschwindigkeiten von 67 Watt و120 Watt Für seine Geräte. Oppo hingegen geht mit Ladefunktionen, die über 200 WattAuch wenn diese hohen Geschwindigkeiten wie ein Gewinn an Zeiteffizienz erscheinen mögen, besteht ein versteckter Zielkonflikt zwischen Akkulaufzeit und Ladegeschwindigkeit.

Forschung und praktische Erfahrung haben gezeigt, dass das Laden mit extrem hohen Geschwindigkeiten die Batteriealterung im Laufe der Zeit beschleunigen kann. Daher haben viele Unternehmen einen Kompromiss hinsichtlich der Preisaufschläge gefunden. 50 WattDiese Ladegeschwindigkeit ist schnell genug, um das Gerät einen ganzen Tag lang mit Strom zu versorgen, aber gleichzeitig langsam genug, um langfristige Schäden am Akku zu minimieren.

Zum Beispiel die Telefonfunktionen Nichts Telefon (2) Neu mit Schnellladefunktion 45 WattGleiches gilt für Samsung Galaxy S23 UltraAndererseits könnte die neueste iPhone 14 Pro-Serie erreichen 35 WattApple ist aber ohnehin nicht dafür bekannt, in diesem Bereich neue Wege zu gehen.

Ähnliche Ladegeschwindigkeiten

Haben Sie sich nicht auch schon einmal gefragt, wie wir bereits erwähnt haben, warum die Ladegeschwindigkeiten der meisten Smartphones bestimmten Schritten zu folgen scheinen, wie zum Beispiel 15 Watt، 18 Watt، 30 Watt، Oder 45 WattAnstatt Zahlen wie beispielsweise zufällig zu ändern 17 Watt Oder 19 WattDieses Muster ist vor allem auf das USB Power Delivery (USB PD)-Protokoll zurückzuführen, das mit bestimmten Leistungspegeln arbeitet und durch bestimmte feste Spannungen und Ströme definiert ist.

Bedenken Sie jedoch, dass die tatsächlich erreichbare Ladegeschwindigkeit durch die spezifischen Leistungsstufen begrenzt ist, die sowohl Ihr Gerät als auch Ihr Ladegerät unterstützen.

Umweltbelastung

Aktuell sind Dutzende verschiedener USB-Ladestandards im Einsatz, jeder mit eigenem Anschluss und eigenem Stromversorgungsprotokoll. Diese Fragmentierung erschwert es Verbrauchern, diese mit verschiedenen Geräten (z. B. einem Ladegerät) zu verwenden. Samsung Schnellladen Ihr Telefon funktioniert nicht mit einem kompatiblen Telefon. Oppos Super VOOCDas führt auch zu einer Menge Elektroschrott. Schauen Sie sich einfach die Unterschiede unten an:

Stellen Sie sich nun vor, Sie könnten all dies tun mit Ein PD-LadegerätSchließlich ist es in der Lage, alle in der Tabelle genannten Arten von Energieschüben zu liefern.

USB PD bietet außerdem Kompatibel mit älteren USB-VersionenDaher können Sie es auch mit Geräten verwenden, die es nicht explizit unterstützen. Stellen Sie sich vor, wie viel Ressourcen, Elektroschrott und Geld Sie sparen könnten, wenn Sie nur ein Ladegerät für alles bräuchten.

leider, Die Unternehmen sind nicht bereit, so leicht auf Gewinne zu verzichten.Sogar Apple, das größte Unternehmen der Welt, hat vor Jahren das Ladegerät aus der iPhone-Verpackung entfernt und behauptet, dies unterstütze die Umweltfreundlichkeit.

Es deutet jedoch darauf hin Gerüchte noch bis iPhone 15Wer wird es nutzen? USB-CEs funktioniert ausschließlich mit Apple-Ladegeräten, die von MFi (Made for iPhone) zertifiziert sind. Dies wird zu einem Überschuss an Elektroschrott führen und die Schattenseiten solcher cleveren Marketingstrategien verdeutlichen.

USB PD wird langsam, aber stetig von immer mehr Herstellern eingesetzt. Wir hoffen, dass sich dieser Trend fortsetzt und USB PD in den kommenden Jahren zum Industriestandard wird.

Häufig gestellte Fragen zu USB PD

Ist USB Power Delivery sicher?

Ja, USB Power Delivery ist sicher. Der USB-PD-Standard beinhaltet mehrere Sicherheitsfunktionen, um Geräte und Benutzer vor Schäden zu schützen. Ladegerät und Gerät verhandeln die zu liefernde Strommenge, sodass das Gerät nicht mit zu viel Strom versorgt wird.

Wie kann ich überprüfen, ob mein Ladegerät USB PD unterstützt?

Achten Sie auf das „PD“-Symbol auf Ihrem Ladegerät. Wenn es mit Ihrem Gerät wie erwartet funktioniert, unterstützen sowohl Ihr Gerät als auch Ihr Ladegerät diese Funktion.

Ist USB PD PPS besser als USB PD 2.0?

Ja, PPS ermöglicht eine präzisere Spannungsregelung. Das bedeutet, dass das Ladegerät die exakt benötigte Spannung liefert, was potenziell zu schnellerem Laden und geringerer Wärmeentwicklung führt. Zusätzlich ist es mit USB PD 3.0 ausgestattet und liefert somit mehr Informationen über das geladene Gerät.