Принцип работы USB зарядных устройств и может ли оно сжечь смартфон

Десять-пятнадцать лет назад Вы всегда должны были убедиться, что у вас есть правильный источник питания для каждого из Ваших гаджетов. Обычно этот источник питания даже не был маркирован. Сегодня Вы можете заряжать свой смартфон в доме Вашего друга, подключить планшет к любому компьютеру и отображать фотографии с цифровой камеры прямо на телевизоре, благодаря стандартному разъему. На его месте, однако, появилась новая проблема: питание USB. Не все зарядные устройства, разъемы и кабели USB одинаковы. Вы, наверное, заметили, что некоторые сетевые зарядки заряжают быстрее, чем другие. Иногда один USB разъем на ноутбуке выглядит более мощным, чем другой. На некоторых настольных ПК, даже когда они выключены, Вы можете заряжать свой смартфон через USB разъем. Оказывается, есть объяснение для всего этого - но сначала мы должны выяснить, как на самом деле работает USB питание.

Мир технологий наконец-то объединился вокруг стандарта зарядки, после нескольких лет фирменных адаптеров и уродливых настенных блоков питания. Ну, вроде: мы уже наблюдаем некоторую фрагментацию с точки зрения нового разъема USB-C, который может в конечном итоге заменить USB, а также то, что, к счастью, оказывается недолгой навязчивой идеей, которую Samsung имела с большим mini USB B разъемом для своей линии Galaxy.



Новые спецификации
В настоящее время существует четыре спецификации USB:
• USB 1.0
• USB 2.0
• USB 3.0
• USB 3.1
• в дополнение к новому разъему USB-C. Мы укажем, где они значительно различаются, но по большей части мы сосредоточимся на USB 3.0, так как он наиболее распространенный. В соединении USB есть один хост и одно подключаемое устройство. Почти во всех случаях Ваш компьютер является хостом, а смартфон, планшет или камера - устройством. Питание всегда передается от хоста к устройству, хотя данные могут передаваться в обоих направлениях, например, когда Вы копируете файлы назад и вперед между компьютером и телефоном. Хорошо, теперь цифры. Обычный разъем USB 1.0 или 2.0 имеет четыре контакта, а кабель USB - четыре провода. Внутренние контакты несут данные (D + и D-), а внешние контакты обеспечивают 5и вольтовое питания. Стандарт USB 3.0 добавляет дополнительный набор из пяти контактов, поэтому совместимые с USB 3.0 кабели имеют девять проводов. Что касается фактического тока (в миллиамперах или мА), существует три вида USB порта, определяемые текущими характеристиками:
• стандартный нисходящий порт
• нисходящий порт зарядки
• выделенный порт зарядки

Первые два можно найти на Вашем компьютере (и должны быть помечены как таковые), а третий тип относится к сетевым и авто USB зарядным устройствам.
В спецификациях USB 1.0 и 2.0 стандартный нисходящий порт способен выдавать до 500мА (0.5А); с USB 3.0 он разгоняется до 900мА (0.9А). Зарядный нисходящий и выделенный зарядные порты обеспечивают до 1500мА (1.5А). USB 3.1 увеличивает пропускную способность до 10Гбит/сек в так называемом режиме SuperSpeed+, что примерно эквивалентно Thunderbolt первого поколения. Он также поддерживает потребляемую мощность 1.5А и 3.А по шине 5В.

USB-C - это совершенно другой разъем. Он -  универсален. Вы можете подключить его любым способом, и он будет работать, в отличие от USB, и разъема Lightning от Apple. USB-C также способен удвоить теоретическую пропускную способность USB 3.0 и может выдавать больше энергии. Apple присоединилась к USB-C с USB 3.1 на своем 12-дюймовом MacBook и новых MacBook Pro. Мы также видим, что USB-C становится стандартом дэ-факто на смартфонах, телефонах. Вы можете найти его на текущих популярных моделях, включая Samsung Galaxy S8, Google Pixel и OnePlus 3T и другие. Но могут быть и порты USB более старого стиля, которые поддерживают стандарт 3.1. Спецификация USB также позволяет использовать «спящий и заряженный» порт, в котором порты USB на выключенном компьютере остаются активными. Вы, возможно, заметили это на своем настольном ПК, где через материнскую плату всегда подается некоторая мощность, но некоторые ноутбуки также способны работать в режиме сна и зарядки. Теперь, это то, что диктует спецификация. Но есть много USB-зарядных устройств, которые не соответствуют этим спецификациям - в основном сетевые. Зарядное устройство для iPad от Apple, например, обеспечивает 2.1А при 5В; Зарядное устройство Amazon Kindle Fire имеет выход 1.8А; и многие автомобильные зарядные устройства могут выдавать что угодно от 1А до 2.1А.

Можно ли сжечь смартфон USB зарядкой?
Таким образом, существует огромная разница между обычными портами USB, рассчитанными на 500мА, и выделенными портами для зарядки, которые имеют диапазон до 3000мА. Это приводит к важному вопросу: если Вы возьмете телефон, который поставляется с настенным зарядным устройством на 900мА, и подключите его, например, к зарядному устройству на 2100мА для iPad, он сгорит? Сразу ответим кратко - нет: Вы можете подключить любое USB устройство, любым USB кабелем и к любому USB-порту, и ничто не взорвется - и на самом деле, использование более мощного зарядного устройства должно ускорить зарядку аккумулятора. Сейчас мы делаем это постоянно с нашими мобильными устройствами здесь.
Развернутый ответ заключается в том, что возраст Вашего устройства играет важную роль, определяя как быструю зарядку, так и зарядку с помощью сетевого USB зарядного устройства. Еще в 2007 году Форум разработчиков USB выпустил Спецификацию зарядки аккумулятора, которая стандартизировала более быстрые способы зарядки USB устройств, либо путем подкачки большего количества усилителей через USB порты Вашего ПК, либо с помощью сетевого зарядного устройства. Вскоре после этого начали появляться устройства USB, которые реализовали эту спецификацию.
Если у Вас есть современное USB-устройство, вы сможете подключить его к USB-порту с высокой силой тока и наслаждаться быстрой зарядкой. Однако если у вас более старый продукт, он, вероятно, не будет работать с портами USB, которые используют продвинутые спецификации зарядки аккумулятора. Он может работать только со старыми (500мА) USB-портами USB 1.0 и 2.0 для ПК. В некоторых (гораздо более старых) случаях устройства USB могут заряжаться только на компьютерах с установленными определенными драйверами.

Быстрая зарядка и другие заметки
Многие новые смартфоны предлагают возможность быстрой зарядки, распространенными стандартами из которых является Quick Charge Qualcomm, который работает с телефонами на базе Snapdragon. Стандарт эволюционировал быстро и находится на версии 4 (Qualcomm Quickcharge QC 4.0 и QC 4.0+) на момент написания этой статьи. Чтобы быстрая зарядка работала, обычно Вам необходимо использовать адаптер питания, поставляемый с телефоном, или зарядку USB стороннего производителя с соответствующей маркировкой. В противном случае это все равно займет несколько часов. Есть еще несколько вещей, о которых нужно знать. В то время как ПК могут иметь два вида USB-портов - стандартный нисходящий или зарядный нисходящий, OEM-производители не всегда помечают их как таковые. В результате у Вас может быть устройство, которое может заряжаться от одного порта на Вашем ноутбуке, но не от другого. Это свойство старых компьютеров, так как, похоже, нет причины использовать стандартные нисходящие порты при наличии портов зарядки с высокой силой тока. Большинство поставщиков теперь ставят небольшой значок молнии над соответствующим портом зарядки на ноутбуках, а в некоторых случаях эти порты могут даже оставаться включенными, когда крышка закрыта.



Аналогичным образом, некоторым внешним устройствам, в особенности 3,5-дюймовым жестким дискам, требуется больше энергии, чем может обеспечить обычный USB-порт. Вот почему они включают Y-кабель с двумя USB-разъемами или внешний адаптер переменного тока.
USB, безусловно, сделал зарядку наших гаджетов и периферийных устройств намного проще, чем когда-либо. А с USB-C все станет еще проще, потому что Вам больше никогда не придется ругаться вслух после неправильного подключения!

USB зарядка

29.01.2020