Что нового предлагает нам стандарт USB Power Delivery 3.0
С момента своего появления в 1996 г. протокол Universal Serial Bus (USB) многократно пересматривался – его история насчитывает уже три поколения стандартов, и в конце этого года должен выйти стандарт USB 4.0. При этом организация USB Implementer’s Forum (USB-IF), в компетенции которой входит пересмотр стандартов USB, параллельно занимается развитием и внедрением технологий USB-интерфейсов и технологии подачи питания через USB-шину USB Power Delivery (USB PD).
Интерфейс USB Type-C появился в 2014 г. и подарил нам миниатюрный изящный разъем с симметричными коннекторами, исключающими подключение кабеля «не той стороной». Кроме того, порт USB Type-C обеспечивает более высокую скорость передачи данных и более высокие значения напряжения/тока для зарядки устройств. Вместе со стандартом USB 3.1 вышел и соответствующий стандарт USB PD 2.0. В настоящий момент спецификациям USB 3.2 соответствуют спецификации PD 3.0. Давайте посмотрим, какие основные изменения отличают текущую версию PD 3.0 от PD 2.0, и какие тесты входят в программы и методики испытаний устройств на соответствие стандарту PD.
Спецификации USB PD регламентируют передачу энергии через шину USB, в том числе для быстрой зарядки подключенных к порту USB устройств. Они обеспечивают согласование источника и приемника энергии, при котором определяется количество энергии, поступающее от источника к приемнику. Настраиваемый диапазон напряжений зарядки Power Delivery – от 5 до 20 В. Используя стандартный кабель USB-C, можно получить до 60 Вт, а кабель USB Type-C с полным оснащением (в соответствии со стандартом ECMA) позволяет довести мощность до 100 Вт.
Еще один интересный аспект Power Delivery – энергия по зарядному кабелю может передаваться в обоих направлениях: например, если вы соединили кабелем USB-C два смартфона с поддержкой Power Delivery, то как первый смартфон может заряжаться от второго, так и второй от первого.
Протокол PPS (Programmable Power Supply) требует, чтобы принимающее устройство с поддержкой PPS при согласовании напряжения зарядки с источником могло последовательно запрашивать выходное напряжение источника с шагом 20 мВ (начиная с меньших значений). Кроме того, приемник может аналогично запрашивать у источника максимальный выходной ток с шагом 50 мА. Как минимум каждые 10 секунд приемник должен обращаться к источнику с контрольным запросом по напряжению/ току зарядки. В зависимости от нагрузки, источник работает в режиме постоянного напряжения или в режиме ограничения по току; режим ограничения по току используется только в том случае, когда приемник пытается получить ток, превышающий согласованное значение.
Сравнение версий Power Delivery 3.0 и 2.0
Между спецификациями PD по версии 2.0 и по последней версии 3.0 есть ряд существенных отличий.
Профили подачи питания Power Delivery Profiles (PDP). Начиная со спецификаций PD 1.0, характер энергообеспечения по USB определяли профили USB PD Power Profiles.
Пример от USB-IF. Слева – зарядное устройство с гарантированной мощностью зарядки (Assured-Capacity Charger) общей мощностью 60 Вт с сертификатом USB Charger 30 Вт. Справа – зарядное устройство с распределенной мощностью зарядки (Shared-Capacity Charger) общей мощностью 60 Вт с сертификатом USB Charger 27 Вт.
Профили PDP – это модернизированные профили Power Profiles, которые теперь показывают пользователю энергию зарядки, выраженную в ваттах (Вт); большее значение соответствует большей мощности. PDP – это наибольшее номинальное напряжение, умноженное на номинальный ток; номинальные значения напряжения и тока указаны в Power Delivery Objects (PDO).
Мировой стандарт USB-зарядки. Уже несколько лет USB-IF ведет работу по унификации и стандартизации всего, что связано с зарядкой устройств через USB. Международная электротехническая комиссия (International Electro-Technical Commission, IEC) уже давно приняла стандарт USB, а позднее – и стандарты USB Type-C и PD.
Многопортовые зарядные устройства USB PD. Стандарт PD 3.0 распространил профили PDP на многопортовые зарядные устройства. Стандарт выделяет две категории зарядных портов – с гарантированной мощностью зарядки (Assured-Capacity Ports) и с распределенной мощностью зарядки (Shared-Capacity Ports). В первом случае каждый порт обеспечивает свою номинальную мощность зарядки независимо от загруженности остальных портов. Во втором случае каждый порт способен обеспечить свою номинальную мощность зарядки в зависимости от оставшейся доступной мощности, распределяемой между несколькими портами. На зарядном устройстве указывается суммарная доступная мощность и максимальная мощность, которую может обеспечить любой из портов зарядного устройства. Например, если один порт такого устройства может обеспечивать зарядную мощность 30 Вт, то весь набор портов может претендовать на PDP 30 Вт.
Таблица тестов на соответствие стандарту USB Type-C, разработанная в USB-IF, включает в себя большое количество тестов, обязательных для продукции, сертифицируемой по этому стандарту. По существу, всё, кроме кабелей, должно тестироваться на соответствие функционалу USB Type-C по полной программе. Если устройство “поддерживает PD”, оно также должно пройти весь набор тестов на соответствие стандарту PD. Кроме того, предусмотрен ряд тестов на способность устройства взаимодействовать с другими устройствами (USB-C IOP), а также специальный набор тестов для устройств, используемых в качестве источников питания.
Испытательный стенд Voyager M310P подходит для тестирования устройств как по программе для стандарта PD 2.0, так и по программе для стандарта PD 3.0. Он оснащен аутентичными портами USB Type-C и позволяет тестировать как зарядные, так и принимающие устройства.
Протокол PPS. Еще одним результатом усилий USB-IF по созданию международного стандарта использования интерфейса USB Type-C стала концепция PPS, которая выделяет два типа энергообеспечения по USB: питание работающих устройств, подключенных к стационарному источнику, и зарядка батарей устройств для последующей автономной работы. В части питания от стационарного источника спецификации PPS соответствуют версии PD 2.0; модернизация PPS в PD 3.0 направлена на повышение эффективности зарядки батарей.
Для питания работающих устройств ключевое значение имеют характеристики стационарного источника напряжения, стабильный ток и способность шины USB работать с динамической нагрузкой. При зарядке батарей источник должен обеспечивать переменные напряжение и ток, а также учитывать скорость зарядки и температурную нагрузку. Большинство производителей батарей рекомендуют начинать с постоянного тока и постепенно возрастающего напряжения с последующим переходом на постоянное напряжение и постепенно убывающий ток.
Зарядное устройство с заданными параметрами PDO объявляет максимальные значения своих выходных параметров, из которых принимающее устройство выбирает наиболее подходящие. Зарядные устройства, работающие от стационарной электросети, обычно не в состоянии обеспечить быструю зарядку без существенного нагрева. Однако методология PPS подразумевает, что принимающее устройство может само осуществлять “микроуправление” режимом зарядки, периодически запрашивая источник о повышении напряжения с маленьким шагом. В результате зарядка осуществляется быстрее, причем с контролируемым нагревом, что способствует увеличению срока службы батарей. Как только источник доходит до определенного значения напряжения, приемник получает встречный запрос на переход в режим постоянного напряжения.
В PD 3.0 введены новые термины, касающиеся PPS. К зарядному устройству PD можно подключать самые разнообразные устройства, но стандарт PD нацелен на универсальность. Поэтому PPS-подход требует, чтобы принимающие устройства были более «умными», и рассчитывает на то, что принимающее устройство знает, сколько энергии ему нужно. В результате появился новый термин – APDO (Augmented PDO, PDO с приращением) – для обозначения зарядных устройств, предлагающих диапазон напряжений. И максимальное значение тока тоже должно быть определено. Принимающие устройства с поддержкой PPS теперь будут использовать так называемые RDO (Request Data Objects) для согласования параметров зарядки в реальном времени.
По словам USB-IF, к новым фишкам PD 3.0 для док-станций относится USB-хаб с функцией Fast Role Swap (FRS), которая позволяет источнику и приемнику питающего напряжения меняться ролями.
Технология Fast Role Swap (FRS). Эта новая фишка стандарта PD 3.0 разработана специально для USB-хабов и док-станций. Обычно пользователь подключает док-станцию к стенной розетке; таким образом, док-станция является источником питания для ноутбука или любого другого подключенного к ней устройства с поддержкой питания через USB-шину. Если внешнее напряжение пропадает, например, при случайном отключении док-станции от розетки, пользователь рискует потерять все несохраненные данные на USB-устройстве, подключенном в этот момент к док-станции.
На исчезновение напряжения сети переменного тока FRS-хаб отвечает быстрым переключением в режим “смены ролей”. Док-станция реагирует на потерю питающего напряжения, заземляя напряжение VCC в течение 60-120 мкс, что является сигналом для перехода в режим FRS. Док-станция имеет в своем составе удерживающие конденсаторы, которые способны поддерживать напряжение шины Vbus на уровне 5 В в течение как минимум 150 мкс после того, как Vbus фактически ушло в область значений ниже 5 В. Таким образом, после отключения внешнего напряжения док-станция некоторое время продолжает оставаться источником выходного напряжения Vbus, и за это время происходит переключение в режим Fast Role Swap.
После отключения питающего напряжения принимающее устройство, подключенное к док-станции, должно отслеживать VCC. Если VCC снижается в течение 30-60 мкс, оно формирует запрос на переход в режим Fast Role Swap, в котором принимающее устройство становится источником подаваемого на шину напряжения 5 В. Самое главное здесь – то, что функцию FRS поддерживают только порты DRP (Dual-Role Power), которые могут переключаться из режима подачи питания в режим приема и обратно.
Расширенный формат сообщений (Extended Messages). Стандарт PD 3.0 предлагает больший объем пакетов данных для передачи полезной информационной нагрузки – до 260 байт. Изначально размер пакетов был увеличен для обеспечения возможности передачи обновлений прошивки по каналу PD, но потом область их применения была расширена и теперь включает в себя передачу идентификационных данных, информации о батарее и др.
Что такое Power Delivery или PD зарядка?
Современные зарядные устройства для телефонов зачастую содержат не совсем понятный простому пользователю мобильной техники термин — Power Delivery. Сокращенный вариант этого словосочетания – PD 2.0 или PD 3.0. Такое можно встретить как в описании, так и в названии зарядного устройства. SmartHUB.by спешит помочь разобраться, что же это такое.
Power Delivery – это технология, обеспечивающая быструю зарядку аккумуляторов современных смартфонов и даже ноутбуков. В частности, эта технология разработана для быстрой зарядки современных телефонов, планшетов и других мобильных устройств iOS / Apple, Android / Google. А цифры (PD 2.0, PD 3.0) обозначают поколение технологии, наивысшая цифра (здесь — 3.0) соответствует более современной, а значит более быстрой и мощной.
Зачем это надо? Всё довольно просто и логично. Аккумуляторы современных гаджетов и девайсов значительно увеличились по объему накапливаемой энергии, соответственно старым зарядным устройством они заряжаются уже до неприличия долго. Например, раньше аккумулятор телефона вмещал всего 1200 mAh, а сейчас пользователи ищут смартфоны с батарейкой от 4000 mAh. Чувствуете разницу? Поэтому и нужны такие технологии как Power Delivery для быстрой зарядки.
Простой пример выгоды. Быстрая зарядка позволяет зарядить iPhone X, iPhone 8 или iPhone 8 Plus до 50% за 30 минут, а iPad Pro – до 50% за 60 минут при использовании кабеля Apple USB-C – Lightning. USB Power Delivery с USB-C заряжает Google Pixel 2 или Google Pixel 2 XL до 50 процентов за 37 минут. Поэтому если вы спешите и вдруг заметили, что в вашем телефоне осталось мало энергии, какое зарядное устройство выберете? Конечно, с USB Power Delivery, ведь даже за 10 минут зарядки оно существенно продлит время его работы.
Ещё о преимуществах Power Delivery (PD). Зарядное устройство с такой технологией способно выдавать мощность заряда и 100W, об этом производитель напишет на упаковки и самом устройстве. А это значит, что оно способно заряжать не только телефоны и планшеты, но даже современные ноутбуки! Для этого нужен лишь правильный кабель (провод) USB Type-C – поддерживающий быструю зарядку. А таких кабелей в нашем Каталоге много, и на любой вкус!
Важно и то, что технология Power Delivery контролирует заряд аккумулятора, получая данные о полноте его заряда и автоматически подбирая необходимую мощность заряда. Также это позволяет не допустить перезарядку аккумуляторной батареи, что продлевает её срок службы.
UCB Power Delivery (PD) используют в современных смартфонах и планшетах такие производители как Apple, Google, LG и многие другие.
Стоит все же подчеркнуть, что не все производители смартфонов используют эту технологию для быстрой зарядки. Например, компания Samsung в своих планшетах и смартфонах использует иную технологию быстрой зарядки — Qualcomm® Quick Charge ™ или, как часто можно увидеть в описании устройств сокращенный вариант названия — QC 2.0; QC 3.0; QC 4.0. Об этой технологии читайте в другой статье SmartHUB.by в закладке На Заметку.
Однако, не забывайте смартфон или планшет, кабель (провод), по которому будет подаваться питание от зарядного устройства в гаджет или девайс тоже должен поддерживать режим быстрой зарядки PD или QC.
Кстати, не стоит огорчаться, если вы вдруг решили, что это всё слишком сложно и вы можете ошибиться с выбором зарядного устройства для вашего любимого смартфона или планшета. В хороших зарядках эти технологии совмещены — PD и QC. Так делают производители качественных аксессуаров для мобильной техники Anker, Baseus и Nillkin, чей товар ценит SmartHUB.by и искренне рад предложить его своим покупателям по низкой цене в Минске и с доставкой по Минску курьером и Белпочтой по всей Беларуси.
А хорошую качественную зарядку купить в Минске или заказать доставку домой или в офис можно по этой ссылке Зарядные устройства.
И вот пример современного мощного зарядного устройства от Baseus аж на 120W, способного заменить собой все зарядные устройства, обеспечивающего быструю зарядку и лэптопов, и смартфонов в вашем доме или офисе.
Оно может заряжать одновременно несколько устройств и поддерживает технологии быстрой зарядки Power Delivery, Quick Charge и другие. Внизу фото производитель подробно указал, с какими популярными устройствами совместима зарядка. А вот ссылка на него — Сетевое зарядное устройство 120 Ватт Baseus GaN Mini C+C+A 120W EU.
Это, конечно, Суперзарядное устройство, но в нашем Каталоге много зарядок попроще и кабелей (проводов) для них, также обеспечивающих скоростную зарядку мобильных устройств. Переходите по ссылке Зарядные устройства и выбирайте качественное зарядное от надёжного производителя. Или просто позвоните по телефонам SmartHUB.by и опытные консультанты помогут Вам сделать правильный выбор!
Магазин качественной современной цифровой техники
Интернет-магазин SmartHUB
ИП Жук Сергей Евгеньевич
УНП 191609002, г. Минск, ул. Есенина, 36-109
Р/с BY51BPSB30133172050189330000 банк ОАО «БПС-Сбербанк» 220005, г. Минск, б-р им. В.Мулявина, 6 БИК BPSBBY2X
Регистрационный номер в Торговом реестре Республики Беларусь 497668 от 02.12.2020 г.
Адрес:
г. Минск, ул. Тимирязева, 127, ТД Ждановичи, «Радиомаркет», Павильон D22.
Быстрые зарядные устройства USB теперь можно будет отличать по логотипу
Организация USB Implementers Forum (USB-IF), развивающая и продвигающая технологию USB, объявила о расширении программы сертификации Certified USB Charger и добавлении логотипа, обозначающего сертифицированное быстрое зарядное устройство USB Fast Charger.
Зарядки USB Fast Charger поддерживают функцию Programmable Power Supply (PPS), описанную в спецификации USB Power Delivery 3.0
Инициатива USB-IF, направленная на создание универсального быстрого зарядного устройства стартовала в августе 2016 года. Она предполагает широкое использование унифицированных зарядных устройств для всех устройств с портом USB-C. Ожидается, что взаимозаменяемость упростит жизнь пользователям и поможет уменьшить количество электронных отходов. В USB-IF надеются, что USB Fast Charging станет фактическим отраслевым стандартом зарядных устройств.
What is PPS Fast Charging, and What’s the Difference Between PD, QC, and PPS?
Mobile devices are becoming more powerful by the day and their power consumption has increased drastically, making fast charging indispensable. In 2017, the USB Implementers Forum (USB-IF), the organization that supports the advancement of USB technology, added PPS fast charging to the USB PD 3.0 standard, creating a unified solution for today’s fast charging devices. That same year, Qualcomm’s QC 4.0 met the PPS standards, attaining a unified charging scheme.
So, what is Programmable Power Supply (PPS)?
PPS fast charging is the most advanced charging technology for USB-C devices. The technology adjusts the voltage and current in real-time, depending on a device’s charging status, feeding it with maximum power.
What’s the Difference Between PPS, PD, and QC?
Programmable Power Supply PPS allows for stepwise changes in current and voltage. It decreases the conversion loss during charging, ensuring the charge is more efficient. When the charge is more efficient, less heat is produced, and when less heat is produced, a battery’s lifespan increases. So, PPS fast charging is better for your device’s battery.
Power Delivery (PD) is a standard for handling higher power that was introduced by the USB Implementers Forum. It allows devices to charge fast over a USB connection. It provides high-speed charging with variable voltage using intelligent device negotiation. Devices negotiate a power contract to determine how much power they can pull from a PD charger.
Power Delivery is designed to allow devices to fast-charge over a USB connection. Its newest version, PD 3.0, is one of the most popular fast charging protocols. PPS is the latest addition to the PD 3.0 standard. PPS and PD protocols work seamlessly together. PPS allows for renegotiation of non-standard currents and voltages between the charger and the device.
Quick Charge (QC) is one of the most common fast charging protocols on the market and is found in many popular smartphones. It was invented by Qualcomm, which makes mobile CPUs. The charging standard supports backward compatibility, which means a QC 4+ charger can fast-charge a QC 3.0 device. Quick Charge achieves fast charging by increasing the charging voltage, boosting the wattage in the process. QC 5, the latest standard in Quick Charge technology, can recharge smartphones to 50% in five minutes.
Which Devices Support PPS?
Samsung Galaxy S20 was the first phone certified for PPS fast charging, but there are three other devices that likewise support the standard: Samsung note10, Samsung S20 ultra, and Samsung S21.
Can PPS Charge Laptops?
Yes, many laptops support the PPS charging protocol and can be charged faster, safely, and more efficiently.
Get One of These Two RAVPower PPS Fast Chargers
1. PD Pioneer 20W Wall Adapter (RP-PC150)
When it comes to tech, the general consensus is that smaller is better. This RAVPower charger with PPS fast charging is small in stature but big in performance. It was specifically designed for the iPhone 12 series and offers a total output of 20W.
The charger is the same size as Apple’s 5W charger but delivers up to 3 times faster charging speeds. It supports PPS, USB PD 3.0, and QC 3.0 for wider compatibility. The wall charger optimizes charging speeds for almost all USB-C powered mobile devices. If your bag is already spilling over with accessories and you’re looking for a tiny, powerful charger, get it. RAVPower sells two in a set.
2. PD Pioneer 30W 2-Port Wall Charger (RP-PC144)
iPhone 12 owners need a new power brick to make use of the phone’s maximum 20W wired charging rate. Apple recently announced that it will no longer be including power adapters with the iPhone, so it’s important to get a charger that is specifically designed to replace the Apple adapter, like the RP-PC144.
The RAVPower PPS fast charger is designed for the iPhone 12 series and is MFi certified. Also, it has a total power output of 30W and 2 ports: a 20W USB-C port and 10W USB-A port. The USB-C port features PD 3.0 fast charging and can charge an iPhone 12 from 0% to 50% in about 30 minutes. The power adapter comes with an MFi-certified USB-C to Lightning cable.
3 RAVPower Chargers Which Support PD and QC Charging Standards
1. PD Pioneer 61W GaN Wall Charger (RP-PC112)
The RP-PC112 uses both USB-C and gallium nitride (GaN). GaN allows charger chips to be smaller, creating a power brick that’s small enough to fit in a trouser pocket. Therefore, these two technologies make the wall charger both small and affordable. What’s more, foldable prongs ensure it is fully portable.
The power adapter also has safety features and protects your devices as it juices them. They are safe from overvoltage, short-circuiting, and overheating. In addition, it pushes 61W of power and can charge iPhones two hours faster than other chargers. But you need a USB-C to USB-C cable to activate the QC technology.
2. PD Pioneer 20000mAh 60W 2-Port Power Bank (RP-PB201)
When looking for a power bank that can charge your laptop or gaming console, there are two important things to consider: can it deliver enough power to your device and can it do so fast? Laptops and consoles can’t charge over a standard USB port; they need a PD port.
The RP-PB201 has one PD port and one QC port to fast-charge your laptop and phone simultaneously. It can charge your MacBook Pro just as fast as its original charger. It has a smaller, less bulky design and is shorter and narrower than most smartphones.
3. Portable 252.7Wh Power House with AC Outlets (RP-PB187)
Sometimes you need a big power boost, not just a little, especially when there’s a power outage, and that’s where the RAVPower Power House comes in. If you want a charger that can power a laptop, tablet, smartphone and a console, this is it. You won’t have any problems charging your devices to full capacity multiple times. And we’re talking about mainstream devices here, like the MacBook Pro, the Samsung Galaxy S20 Ultra, and the iPhone 12 Pro Max.
The portable power station has a 60W USB-C PD port and two AC Outlets. These can power handheld devices as well as small appliances, like a drone and a car refrigerator. The power bank has a very small footprint and is lightweight for a portable power station. RAVPower provides a carrying bag, an AC adapter for recharging it, and a USB-C to USB-C cable.
Visit our website for more!
Related
7 Replies to “ What is PPS Fast Charging, and What’s the Difference Between PD, QC, and PPS? ”
tek d00d says:
“consensus on tech is that smaller is better” I respectfully disagree. IMHO excessive miniaturization is also a bad thing. I am an early phablet adopter (before the term existed) and my favorite for size is still the Nexus 6 (no suffix). I realize I’m in the minority on that, but for me the perfect phablet is the largest device that still fits in my pocket(s): anything larger is a de-facto tablet. In particular I’m not happy with the ever longer & narrower candy bars. Foldables are interesting and I used to own flips but until the former’s reliability track record & the latter’s software & firmware components improve, I’m sticking with the largest standard device with the most frequency bands & 5G I can get–in my particular case it is likely I’ll upgrade from a Pixel 3XL to a Pixel 6 Pro because of various Samsung problems and because the Pine Phone is still early-to-mid beta.
Wael Ahmad says:
What if a charger supports PD but not with PPS? Will it charge fast with no issues?
Team RAVPower says:
Hi Wael, PPS is a supplementary protocol for PD. Not all devices support PPS. Therefore, many chargers do not support PPS (not required), but can charge devices that support PD protocol.
Sarabjeet says:
Also, there are devices which support PPS, and not PD.
Team RAVPower says:
Hi, could you please contact our customer service team who will be able to help, reach them at support@ravpower.com
Difanda says:
can I use charger PD or PD+PPS to enable quick/fast-charging (9/12v) phone based QC3/4/5 (like Xperia Z5 mini/OnePlus 5T)? thankyou
Team RAVPower says:
Hi, could you please contact our customer service team who will be able to help, reach them at support@ravpower.com