Как не взорвать свой смартфон или как работают зарядные устройства USB

Как работают зарядные устройства USB или как не взорвать свой смартфон.



Спустя нескольких лет использования множества адаптеров, а также неудобных сетевых блоков питания персональных для каждого устройства, мир технологических гаджетов наконец-то пришел к созданию единого стандарта зарядного устройства. Итак, мы уже наблюдаем вычленение из множества стандартов нового разъема USB-C, который сможет заменить привычный USB в будущем. Отчаянной попыткой создать универсальное зарядное устройство стал новый тип разъема USB Micro-B, больший по размеру, который компания Samsung создала для своей линейки гаджетов Galaxy, но он не стал популярным и прожил недолго. Таким образом, интерфейс USB просто свел к нулю склонность рынка к производству персональных зарядных устройств, исключая, по понятным причинам, коннектор Lightning для устройств Apple.
Лет 10 назад каждое устройство требовало наличия собственного кабеля для зарядки. Чаще всего они даже не имели отметки лейбла. Сейчас вы можете заряжать телефон, находясь в гостях в доме ваших друзей, подключать ваш Kindle к любому ПК или скачать фотографии с цифрового фотоаппарата непосредственно на ваш телевизор — и все это благодаря унифицированному зарядному устройству. Но здесь кроется новая сложность: мощность тока USB. Не все USB-зарядные, кабели и коннекторы одинаково полезны. Может быть, вы заметили, что одни сетевые зарядные значительно мощнее других. Иногда даже один из портов на одном компьютере мощнее прочих. Некоторые компьютеры, даже будучи выключенными, способны заряжать ваш смартфон, используя USB разъем. Мы обязательно разберемся во всей этой путанице, но сначала давайте посмотрим, как работает USB.

Новые интерфейсы



Сегодня существует 4 интерфейса USB - 1.0, 2.0, 3.0 и 3.1, если не считать новый USB-C. Мы поговорим об их различиях, но отдельно остановимся на интерфейсе USB 3.0 как на самом распространенном. В любой системе подключения через интерфейс USB один из гаджетов является хостом (ведущим элементом) для устройства. В большинстве случаев ваш ПК является хостом для вашего смартфона, планшета или фотоаппарата. При этом питание поступает от хоста к подключенному устройству, а вот данные могут быть переданы в любом направлении.
Перейдем к точным данным. Разъем USB оснащен 4 контактами, а кабель USB - 4 проводами. Данные передаются по контактам D+/D-, а оставшиеся два контакта снабжают периферийные устройства 5-вольтовым питанием. Есть 3 типа портов USB с различными показателями мощности тока (мА — миллиампер): стандартный последовательный порт, зарядный последовательный порт и целевой зарядный порт. Стандартный и зарядный разъемы вы сможете найти на вашем компьютере, они должны быть отмечены, а целевой зарядный тип относится к сетевым блокам питания.
По техническим характеристикам мощность тока стандартного последовательного типа порта USB 1.0 или 2.0 составляет 500 мА (0.5 А), для USB 3.0 этот показатель вырос до планки 900 мА (0.9 А). В зарядном USB сила тока — 1500 мА (1.5 А). Производительность USB 3.1 составляет 10 Гб/сек., за что этот интерфейс и назван SuperSpeed+. Этот порт стал эквивалентом аппаратного интерфейса Thunderbolt первого поколения. Такие порты поддерживают шины, передающие силу тока в 1.5, 3 и даже 5 А.
USB-C кардинально отличается от этих интерфейсов. Во-первых, он универсален. В отличие от обычного USB, его можно подключать любым концом и это не повлияет на его работу. Во-вторых, он в два раза более емкий, чем USB 3.0 и может пропускать большую мощность тока. Новые гаджеты, оснащенные USB-C, такие, как Apple MacBook или Chromebook Pixel от Google, поддерживают стандарт USB 3.1, однако, некоторые более старые USB порты также способны на это.
Еще одной особенностью USB интерфейса стала возможность зарядки устройств на выключенном ПК. Вы могли замечать такой эффект на вашем ПК, ведь даже при отключенном компьютере напряжение на материнскую плату все еще поступает. То же происходит и в некоторых ноутбуках, так что они тоже могут заряжать устройства без включения.
Однако существует огромное количество других зарядных устройств, в основном сетевых, которые имеют самые разнообразные показатели мощности тока. Например, зарядное для Apple iPad проводит от 2.1 А до 5 А, а зарядное Kindle Fire от Amazon — 1.8 А. Автомобильные зарядные устройства способны выдавать от 1 до 2.1 А.

Как не взорвать свой смартфон?



Сегодня существует широкий выбор от обычных 500 мА USB до сетевых зарядных мощностью до 3 А. Итак, мы подошли к логичному вопросу: а если, к примеру, взять смартфон, который рассчитан на 900 мА, и подсоединить его к зарядному от iPad мощностью в 2.1 А, не взорвется ли он?
Если ответить коротко, то нет, не взорвется. Вы спокойно можете подключать любое USB устройство с помощью любого USB кабеля к любому USB порту и ничего нигде не взорвется. Более того, высокомощное зарядное устройство только увеличит скорость зарядки аккумулятора.
Развернутый же ответ таков: на скорость зарядки и возможность зарядки от того или иного устройства влияет поколение вашего гаджета, год, когда он был произведен. В 2007 году на Форуме разработчиков USB была принята спецификация Battery Charging, которая стандартизировала и унифицировала скоростные способы заряда устройств через USB — как через более мощный USB порт, так и с помощью сетевого зарядного устройства. Сразу же начали появляться гаджеты, поддерживающие высокие характеристики мощности.
Любое из ваших устройств, будь то планшет, любой смартфон или фотоаппарат, можно без опасений подключать к порту USB высокой мощности и использовать преимущество скоростного заряда батареи. А вот гаджеты старших поколений, вероятнее всего, несовместимы с USB портом, соответствующим спецификации Battery Charging. Такие гаджеты отлично зарядятся с помощью старомодных 500-амперных USB 1.0 и 2.0 портов ПК. И в самых особых случаях очень старые устройства способны заряжаться посредством USB исключительно с помощью специальных драйверов, заранее установленных на ПК.
Также стоит учесть и следующий нюанс — очень многие ПК оснащены двумя видами портов USB (стандартный порт и зарядный порт), но, к сожалению, производители не всегда отмечают, где из них какой. В итоге ваши гаджеты могут заряжаться лишь от одного из двух портов. Такова особенность более старых моделей ПК. Хотя, в то же время, совершенно нелогично использовать стандартный порт для зарядки устройств, если ПК оснащен высокомощным зарядным портом. Сегодня многие производители отмечают зарядный порт маленьким значком в виде молнии, а иногда порт подсвечивается даже на выключенном ПК.
Некоторые из внешних устройств, такие, как внешние HDD или оптические накопители, потребляют гораздо большее количество энергии, чем обычный порт USB может обеспечивать. Именно потому они оснащены двойным разветвленным USB кабелем (так называемым Y-кабелем) либо внешним блоком питания. 
С появлением USB интерфейса процесс заряда всех наших гаджетов и прочих периферийных устройств стал намного проще, чем когда-либо был. И если новейший стандарт USB-C приживется, а на то похоже, этот процесс станет еще проще, не будет больше этих раздражающих попыток подключить, наконец, кабель USB правильной стороной.