Power Delivery: Alles, was Sie über USB-PD-Technik wissen sollten

Die Schnellladetechnik hat die Art und Weise, wie wir unsere Geräte aufladen, revolutioniert. Es dient als praktische Möglichkeit, sie den ganzen Tag über mit Strom zu versorgen. USB Power Delivery (oder USB PD) ist einer der beliebtesten universellen Schnellladestandards. Über eine USB-Verbindung bringt er eine Reihe von Geräten in kürzester Zeit zum Laufen.

In der Vergangenheit hatte USB nur begrenzte Lademöglichkeiten und wurde hauptsächlich für die Datenübertragung verwendet. Durch die jüngsten technologischen Fortschritte hat USB jedoch eine zusätzliche Funktion erhalten, die noch häufiger genutzt wird: das Aufladen von Geräten wie Smartphones und Laptops.

Die aktuelle Generation schnellerer Smartphone-Prozessoren erfordert hochauflösende Displays. Außerdem müssen sie ständig mit dem Internet verbunden sein. Dies bedeutet, dass die Anforderungen an die Batterieleistung erheblich gestiegen sind. An dieser Stelle kommen Schnellladetechnologien wie USB Power Delivery ins Spiel.

1. Was ist USB Power Delivery?

USB PD ist ein einheitlicher Ladestandard, der mit allen USB-Geräten verwendet werden kann. Normalerweise hat jedes Gerät, das über USB aufgeladen wird, einen eigenen Adapter, doch mit USB PD hat sich dies geändert. Ein universeller USB-PD kann eine Reihe von Geräten mit Strom versorgen.

USB PD wird über ein USB-C-Kabel geliefert, das mit mehreren Kommunikationsstiften ausgestattet ist. Diese Stifte ermöglichen es den Geräten, die genaue Strommenge zu bestimmen. Sie wird dann an das Ladegerät übertragen. Dies wiederum verhindert eine Überladung des Geräts. Es ermöglicht auch die schnelle Übertragung von Energie auf die Batterie.

Das Kabel ist mit einer reversiblen Spitze versehen, die in das Gerät passt, egal wie Sie es einführen. Im Gegensatz zu den älteren USB-Kabeln ist es in der Lage, große Mengen an Strom und Spannung zu verarbeiten. Aus diesem Grund kann es den Ladevorgang beschleunigen.

Da USB PD ein universelles USB-Ladegerät ist, benötigen Sie keine unterschiedlichen Ladegeräte für verschiedene Geräte. So brauchen Sie nicht jedes Mal ein neues Ladegerät, wenn Sie ein neues Gerät kaufen, was wiederum das Aufladen mehrerer Geräte nicht nur bequem, sondern auch kostengünstig und übersichtlich macht.

2. Vorteile von USB Power Delivery

Was also macht USB Power Delivery zu einem führenden Anbieter von Schnellladetechnologie? Abgesehen von der Tatsache, dass es mit den meisten Geräten funktioniert, bietet es eine Vielzahl von Vorteilen, die jeden Cent wert sind. Lassen Sie uns herausfinden, welche das sind.

Einer der größten Vorteile von USB PD ist die höhere Standardleistung von bis zu 100 W.
Bei einem USB-PD-Ladegerät ist die Stromrichtung nicht festgelegt. Dies ermöglicht es dem Gerät mit der Stromversorgung (Host oder Peripheriegerät), die Stromversorgung mit anderen Geräten zu teilen.
Ein USB-PD-Ladegerät verwaltet den Strom auch optimal über mehrere Geräte hinweg, indem es den Geräten nur so viel Strom zuführt, wie sie benötigen. Er kann bei Bedarf mehr Leistung übertragen.
USB PD sorgt dafür, dass die Geräte nicht überladen werden. Das USB-C-Kabel, mit dem Power Delivery verbunden ist, ist mit Kommunikationsstiften ausgestattet, die es den empfangenden Geräten ermöglichen, die genaue Höhe der benötigten Leistung zu übermitteln. Seine Power Rules ermöglichen eine Reihe von Stromverhandlungen zwischen dem Ladegerät und dem Gerät.
Es ermöglicht ein intelligentes und flexibles Energiemanagement durch die Hub-Kommunikation mit dem Gerät.

3. USB Power Delivery-Versionen

Die USB-PD-Technologie hat seit ihren Anfängen einen langen Weg zurückgelegt. Schauen wir uns einige der verschiedenen Versionen an.

1. USB PD 1.0

USB Power Delivery 1.0 kam 2012 auf den Markt und ermöglichte eine Leistungsabgabe von bis zu 100 W über ein USB-Kabel. USB PD 1.0 enthält Spezifikationen für konforme Kabel und Stecker. Er hatte die traditionelle Form eines USB-Steckers mit geringfügigen Unterschieden in der internen Verkabelung.

PD-kompatible Kabel waren mit den meisten USB-Anschlüssen kompatibel, während Standard-USB-Kabel an die entsprechenden Anschlüsse angeschlossen werden mussten.

2. USB PD 2.0

Mit der 2014 veröffentlichten Version USB PD 2.0 wurden die entsprechenden Stromversorgungsregeln von USB PD 2.0 Rev. 1.2 eingeführt und die Verwendung von USB-Typ-C-Steckern vorgeschrieben. Die Leistungsregeln benötigen mehrere normative Spannungen und Ströme, um eine reibungslosere Stromabgabe und -nutzung zwischen den Geräten zu ermöglichen.

3. USB PD 3.0

USB PD 3.0 wurde 2015 veröffentlicht. Es ermöglicht die erweiterte Nutzung der Typ-C-Stromversorgungsfähigkeiten und -funktionalitäten. Eine der bemerkenswertesten Eigenschaften von USB PD 3.0 ist der Rollentausch.

Anhand dieses Beispiels können Sie den Rollentausch verstehen. Ein Laptop, der einen externen Akku über USB auflädt, wird wahrscheinlich völlig entladen. Früher war die einzige Möglichkeit, die Stromversorgung über die externe Batterie wiederherzustellen, das Entfernen und erneute Anschließen des Kabels. Dies funktionierte nur, wenn der interne Akku über die Anschlüsse Typ A (Stromzufuhr) und Typ B (Stromabnahme) angeschlossen war.

Das USB-Typ-C-Ladegerät beseitigt dieses Problem durch Rollentausch. Solange die Stromversorgungsbedingungen erfüllt sind, können der Computer und der externe Akku schnell ihre Rollen tauschen. Der Laptop kann zum Stromverbraucher und nicht zum Stromerzeuger werden. Die Batterie würde in die andere Richtung geladen. Dies würde geschehen, ohne dass das Kabel umgedreht oder mehrere Anschlüsse verwendet werden müssten.

Der Rollentausch funktioniert nicht nur beim Laden, sondern auch bei der Datenkommunikation. Außerdem kann die Datenkommunikation ohne Unterbrechung stattfinden, wenn sich die Rolle der Stromversorgung ändert. Einfach ausgedrückt, können die Daten weiterhin in eine einzige Richtung fließen, auch wenn sich die Stromrichtung ändert.

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4. Energiebereitstellung versus Schnellladung

USB Power Delivery und Qualcomm Quick Charge sind die führenden Schnellladetechnologien auf dem Markt. Wenn Sie sich über die Unterschiede zwischen beiden informieren möchten, lesen Sie weiter.

a. Herstellung

USB Power Delivery wurde vom USB Implementers Forum (oder IF) entwickelt, einem Zusammenschluss von Technologieunternehmen , die Standards für universelle Anschlüsse für elektronische Geräte festlegen. USB PD ist am häufigsten in Google Pixel Phones und einigen der neuesten iPhone-Modelle zu finden.

Qualcomm Quick Charge ist ein proprietärer Standard, der von Qualcomm entwickelt wurde. Die QuickCharge-Technologie liefert kompatiblen Geräten mehr Energie und versorgt sie im Vergleich zu herkömmlichen USB-Ladegeräten schneller. Es war der erste Schnellladestandard auf dem Mobilfunkmarkt. Es ist in mehreren Android-basierten Handys zu finden, darunter auch in den Samsung Galaxy-Modellen.

b. Geschwindigkeit

Beide Standards ermöglichen das Schnellladen, und der Unterschied in der Geschwindigkeit ist vernachlässigbar.

Was Sie beachten müssen, ist die Kompatibilität Ihres Telefons. Es macht keinen Sinn, ein USB-Power-Delivery-Ladegerät an einem inkompatiblen Telefon zu verwenden. Die Ladegeschwindigkeit entspricht der eines Standard-Ladegeräts, das im Lieferumfang des Telefons enthalten ist. Wenn Sie ein Google Pixel oder ein iPhone haben, das USB PD unterstützt, sollten Sie sich ein USB Power Delivery-kompatibles Ladegerät zulegen. Ein Qualcomm Quick Charge-Ladegerät wird ein solches Ergebnis nicht erzielen.

Derzeit wird das iPhone nicht mit einem USB-PD-Ladegerät geliefert. Ein kompatibles USB-PD-Ladegerät muss separat erworben werden.

c. Kompatibilität

USB PD ist ein universelles Ladegerät, das nicht nur für Smartphones geeignet ist. Es unterstützt eine breite Palette von Geräten, sofern ein USB-C-Anschluss und ein USB-C-Stromversorgungscontroller auf dem Client und dem Host vorhanden sind. Der universelle Ansatz bedeutet, dass diese kompatiblen Geräte Kabel und Ladeadapter gemeinsam nutzen können.

Qualcomm Quick Charge ist in Handys verfügbar, die mit einem Qualcomm-Chipsatz ausgestattet sind. Glücklicherweise sind die kompatiblen Geräte rückwärtskompatibel mit dem alten Ladesystem.

d. Sicherheit

Die neuesten USB-PD-Standards bieten Überspannungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz. Es reduziert die Stromzufuhr, wenn eine dieser Bedingungen erkannt wird, während es einen Alarm sendet.

Die Schnellladung wird durch Intelligent Thermal Balancing unterstützt. Es leitet den elektrischen Strom automatisch durch den kühlsten Pfad, wodurch potenzielle heiße Stellen eliminiert werden und das Gerät vor Überhitzung geschützt wird.

Dazu wird die Strommenge bestimmt, die durch das Ladegerät fließen soll, und der Stromfluss so angepasst, dass die Batterie des empfangenden Geräts optimal versorgt wird. Durch diesen Mechanismus kann das Handy konstant bis zu 3 Grad Celsius kühler geladen werden.

5. Ist PD das Gleiche wie USB-C?

Einfach gesagt: Nein. USB PD funktioniert auch mit dem USB-C-Anschluss. Aber nicht alle USB-C-Ladegeräte sind mit dem USB-PD-Laden kompatibel. Sie müssen auf die notwendigen Kennzeichnungen achten, um zu erkennen, ob das Ladegerät kompatibel ist.

Außerdem bieten verschiedene Arten von USB-Ladegeräten unterschiedliche Geschwindigkeiten. Zum Beispiel ist USB Typ-C (auch bekannt als. USB-C oder Typ-C) Ladegerät ist schneller als USB PD 3.0, das schneller ist als USB PD 2.0. Da sich die USB-Technologie weiterentwickelt, kaufen die Benutzer ständig neue Kabel oder Geräte. Dadurch entstehen enorme Mengen an Elektroschrott. An dieser Stelle kommt USB-C PD ins Spiel.

Wie bereits erwähnt, ist USB-C (aka. Typ-C) wird mit einer umkehrbaren Spitze geliefert, und es gibt keine Orientierung nach oben" oder unten", die befolgt werden muss. Sie müssen sich also keine Sorgen machen, ob der Stecker richtig in den Anschluss passt. Außerdem ist der USB-C (aka. Typ-C)-Stecker hat eine geringe Größe und ein schlankes Design. Daher kann es mit einer Vielzahl von Geräten verwendet werden.

Mit dem USB-Typ-C-Ladegerät kann der Strom auch in beide Richtungen fließen. Sie können also zwei Telefone, die Power Delivery unterstützen, mit einem USB-C-Schnellladekabel verbinden. So kann das eine Telefon das andere aufladen.

Und was noch? Einige USB-C Power Delivery-Ladegeräte können höhere Datenübertragungsraten ermöglichen. Sie können auch größeren Spannungen und Strömen standhalten. Die Stromversorgung beginnt bei der Einstellung 5 V und ist bis zu 20 V konfigurierbar. Mit Hilfe eines USB-C-Kabels kann es bis zu 60 W verarbeiten und bei Bedarf sogar bis zu 100 W.

6. Wie wählt man das richtige PD-Ladegerät aus?

Da Sie nun wissen, worum es bei USB-PD geht, finden Sie hier einige Tipps, die Ihnen bei der Auswahl eines geeigneten PD-Ladegeräts helfen.

Verschiedene Gerätetypen benötigen unterschiedliche PD-Eingangsleistungen. Es ist daher notwendig, die Eingangsleistung zu berücksichtigen, die Ihr Gerät unterstützt. Dies ist entscheidend, bevor Sie sich für ein PD-Ladegerät entscheiden.

Typischerweise werden PD-Ladegeräte in 18 W, 30 W, 45 W und 60 W oder mehr eingeteilt.

18-W-Power-Delivery-Ladegerät erfüllt die Schnellladeanforderungen von Smartphones und bestimmten Tablets
30-W-PD-Ladegeräte können Laptops und die meisten Tablets mit voller Geschwindigkeit aufladen
Nicht viele Geräte haben 45 W erreicht
Nur Laptops benötigen 60 W oder mehr Leistung

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Anzahl der Anschlüsse. Immer mehr Menschen verwenden mehr als ein Gerät. Daher ist die Nachfrage nach PD-Ladegeräten mit mehreren Anschlüssen auf dem Vormarsch. Wenn Sie sich für ein solches Ladegerät entscheiden, sollten Sie darauf achten, dass Sie nicht mehr haben, als Sie tatsächlich brauchen werden. Denken Sie daran, dass mehr Anschlüsse einen höheren Preis und mehr Gewicht bedeuten.

Sie sollten auch die Gesamtleistung berücksichtigen. Eine höhere Gesamtleistung ermöglicht es Ihnen, die maximale Leistung an jedem Anschluss zu nutzen. Sie können mehrere Geräte gleichzeitig aufladen, und zwar mit höherer Geschwindigkeit.

Die Größe des PD-Ladegeräts mag für manche keine Rolle spielen. Aber ein kompaktes Gerät ist immer vorzuziehen, da es tragbar ist und ohne Probleme überallhin mitgenommen werden kann. Daher wurde die Galliumnitrid-Technologie (GaN) im Bereich der Schnellladung eingeführt. Es wird als überlegene Alternative zu Silizium angesehen.

Das GaN-Ladegerät erweist sich als effizientere Schnellladelösung. Es verliert weniger Energie als sein Gegenstück aus Silizium. So kann die Anzahl der in einem Ladegerät benötigten Komponenten reduziert werden, um die Größe des Ladegeräts zu verringern. Wenn es Ihr Budget erlaubt, sollten Sie sich für ein PD-Ladegerät mit GaN-Technologie entscheiden.

Schlussfolgerung

Als Schnellladestandard hat sich USB PD im Laufe der Zeit weiterentwickelt und die Art und Weise, wie wir unsere Geräte aufladen, verändert. Sie ermöglicht das schnelle Einschalten einer Vielzahl von Geräten. In Verbindung mit einem Typ-C-Ladegerät können Geräte ihre Ladung problemlos untereinander austauschen. Mit anderen Worten: Es ist eine bequeme, rationelle und sichere Möglichkeit, Geräte aufzuladen. Leistungsstarke Smartphones und Laptops verbrauchen mehr Strom. Daher wird USB PD bei den Nutzern immer beliebter werden. Mit diesen Fortschritten können wir uns auf eine Zukunft freuen, in der das sofortige Einschalten und die gemeinsame Nutzung von Strom eher die Norm als eine Neuheit sind.