Как выглядит зарядка usb

Обновлено: 06.07.2024

Каждый мобильный прибор комплектуется зарядным устройством. Но оно может выйти из строя или потеряться. Также проблема приобретения ЗУ может встать при покупке устройства с рук или если нужен адаптер для других видов работы (в автомобиле и т.п.).

Выбор зарядного устройство для смартфона

Чтобы правильно выбрать зарядное устройство, надо знать технические характеристики, определяющие потребительские свойства ЗУ. Не менее важно понимать, на что и в какую сторону влияет несоответствие параметров адаптера заданным в технических условиях на мобильный гаджет.

Типы зарядных устройств

Деление зарядок на виды можно выполнить по разным категориям - по схемотехнике, по КПД и т.п. Но для потребителя важнее, где и как он может применить ЗУ, поэтому лучше категорировать адаптеры по исполнению.

Сетевые зарядные устройства. Включаются в бытовую сеть 220 вольт. В 99+ процентах случаев выполняются по импульсной схеме.
Автомобильные зарядные устройства. Включаются в бортсеть автомобиля через разъем прикуривателя. Для упрощения схемотехники могут быть выполнены по линейной схеме.
Зарядники от разъема USB. Представляют собой обычный шнур с разъемом USB A на одной стороне и соответствующим коннектором на другой.

В большинстве случаев мобильные гаджеты комплектуются штатным сетевым адаптером, а остальные виды надо покупать отдельно.

Виды разъемов для зарядки

В начале эпохи мобильных гаджетов производители устройств делали разъемы каждый под себя. Это приносило им определенную дополнительную прибыль, так как владелец был вынужден приобретать только оригинальные зарядные устройства – другие не соответствовали по форме штекера или напряжению, подобрать подходящий вариант было сложно. Неудобства приходилось терпеть пользователям. Сейчас ситуация изменилась, ведущие участники рынка мобильных гаджетов стремятся к стандартизации. В большинстве устройств используется три типа терминалов для зарядки и передачи данных.

Lightning

Этот разъем применяется в мобильных устройствах Apple. Он пришел на замену громоздкому 30-пиновому терминалу и является стандартом для гаджетов производства этой фирмы, хотя есть сведения о планах компании перейти на USB Type С. Разъем является двухсторонним – подключать можно как одной, так и другой стороной. Такое решение при разработке коннектора было применено впервые, и на тот момент это был прорыв.

Преимуществами такого разъема является прочная конструкция, а также способность очищаться от загрязнений при подключении.

Если проанализировать расположение и назначение выводов в разъеме, становится очевидно, что функционал пинов несимметричен. Направление подключения определяется в момент соединения встроенной микросхемой. Эта же микросхема служит защитой от подделок.

Номер	Маркировка	Функциональное назначение
1	GND	Земля (0V)
2	L0p	Линия (полоса) 0 +
3	L0n	Линия (полоса) 0 -
4	ID0	Идентификация 0
5	PWR	Напряжение питания
6	L1n	Линия (полоса) 1 -
7	L1p	Линия (полоса) 1 +
8	ID1	Идентификация 0

MicroUSB

Этот разъем пришел на смену коннектору MiniUSB. Его видимое отличие от предыдущей модификации – размеры. На самом деле у microUSB появились и другие плюсы:

увеличенная прочность и более длительный ресурс;
повышенная надежность соединения.

К минусам относится необходимость позиционирования при подключении (разъем не является двусторонним подобно Type С или Lightning). Это привело к сокращению сектора использования данного терминала.

На шнурах для зарядки применяется вилка типа В, так как телефон в большинстве случаев выступает в роли периферийного устройства.

№	Обозначение	Функция	Цвет изоляции провода
1	Vbus	Напряжение питания (+5 вольт)	Красный
2	D-	DATA-	Белый
3	D+	DATA+	Зеленый
4	ID	ON-the-GO ID
5	GND	Общий провод (0V)	Черный

Провод 4 определяет назначение разъема в режиме On-the-Go (когда дополнительные устройства подключаются к телефону напрямую) – соединение с общим проводом означает, что конец подключается к хосту, а если контакт ни с чем не соединен, коннектор подключается к периферийному устройству.

USB Type C

Самым распространенным и одновременно самым перспективным является разъем для мобильной техники USB Type C. Разработан для применения с гаджетами с операционной системой Андроид, но его используют и производители другой мобильной техники.

Овальная вилка содержит два ряда контактов – один ряд нумеруется от A1 до А12, другой – от B1 до B12. Контакты расположены симметрично, поэтому штекер можно вставлять любой стороной и никаких микросхем для определения положения не требуется. Контакты можно сгруппировать по функционалу.

Номер пина	Маркировка	Назначение
1,12 (A1, A12, B1, B12)	GND	0 вольт
4,9	Vbus	+ напряжения питания
2,3,10,11	TX+, TX-, RX+,RX-	Шина USB3.0
6,7	D+, D-	Шина USB 2.0
5	CC	Пин конфигурации
8	SBU	Дополнительный канал

Шина питания распараллелена на два пина. Это позволяет передавать дополнительную мощность, которая у некоторых кабелей может достигать 100 ватт. Это подразумевает ток до 20 ампер при напряжении питания 5 вольт. Обычный шнур рассчитан на ток 1,5 или 3 ампера.

Выводы приемника (RX) и передатчика (TX) шины USB 3.0 в кабеле перекрещены (перекроссированы), поэтому то, что с одной стороны является входом приемника, на другой стороне подключается к выходу передатчика и наоборот. Пин конфигурации определяет:

наличие подключенного периферийного устройства;
потребные параметры питания периферии (ток и напряжение);
некоторые другие функции в определенных ситуациях.

Пин SBU используется очень редко.

Разъем USB Type С обладает намного большими возможностями относительно Lightning и лучшими перспективами развития. Поэтому сведения о возможном переходе техники Apple на этот тип коннектора имеют под собой основания.

Для наглядности подкрепим видеоролик.

Параметры тока

При выборе типа зарядных устройств в первую очередь надо обратить внимание на один из самых важных параметров – наибольший ток, который может выдавать адаптер. Чем меньше ток, тем дольше будет заряжаться аккумулятор, а если ЗУ рассчитано на совсем малый ток (0,5 А и меньше), то оно может отключаться по защите от перегрузки. Такая зарядка подойдет для заряжания беспроводных наушников и других маломощных устройств.

Для смартфонов среднего класса вполне подойдет ЗУ с током 1,0..1,5 А (1000..1500 мА). Для телефонов посерьезнее и другой техники с емкими АКБ надо выбирать адаптеры с током 1,5..3 А. Если устройство поддерживает функцию быстрой зарядки, то потребуется ток не менее 5 А. Самый простой способ определить потребный ток – посмотреть параметры на корпусе родного ЗУ и приобрести зарядку с не меньшей или большей мощностью.

Наличие быстрой зарядки

Некоторые смартфоны поддерживают быструю зарядку. Она производится большим током, поэтому надо выбирать ЗУ с соответствующими параметрами (от 5 А). Производители утверждают, что такой режим не повреждает аккумулятор, но это заявление достаточно лукавое. Явно вывести из строя аккумуляторную батарею повышенный в разумных пределах зарядный ток не может, но при этом значительно (в разы) сокращается ресурс батареи. Выбор за пользователем. Кроме того, не каждый гаджет поддерживает такой режим. Поэтому, прежде чем платить за дополнительную мощность, надо выяснить, понадобится ли подобная функция вообще.

Заряжаем аккумулятор телефона без зарядного устройства

Выбор USB провода

Кроме сетевого адаптера, надо обратить внимание и на провод. Он выполняется съемным и продается отдельно.

Форма кабеля

Кабели чаще всего бывают плоские или круглые. На ток и время заряда форма влияния не оказывает, это просто удобство использования (большей частью, личные предпочтения):

плоский шнур меньше склонен к запутыванию;
круглый занимает меньше места в скрученном положении.

Большее значение имеет длина кабеля – чем он короче, тем он меньше ограничивает ток зарядки. В коротком шнуре меньше потерь, что важно при зарядке от PowerBank. Зато длинный в некоторых случаях предпочтительнее – когда надо работать и одновременно заряжать гаджет, а источник питания находится далеко. В отдельных ситуациях удобно применять шнур, завитый в форме пружины – он также не склонен к запутыванию.

Спиральный шнур можно сделать самостоятельно. Для этого его надо намотать на подходящую оправку (концы можно закрепить, например, пластиковыми хомутами) и прогреть кабель феном. После полного остывания получившийся спиральный шнур готов к применению. Если фена нет, намотанный на оправку провод можно ненадолго опустить в кипящую воду, следя, чтобы жидкость не попала в разъемы.

При прогреве кабеля важно не превышать температуру, чтобы изоляция не оплавилась. Также надо избегать нагрева пластиковых частей разъемов – они могут деформироваться.

Материал оплетки

Большинство шнуров выпускаются в обычной ПВХ-изоляции. Она имеет отличные электрические свойства, но ее устойчивость к механическому воздействию, включая перетирание, невысока. Также у такого шнура высока вероятность перелома проводников при сгибании под малыми радиусами. Поэтому часто кабели для зарядки дополняют оплеткой, которая выполняется из различных материалов (по убыванию защитных свойств):

металлическая – самая прочная, но наименее гибкая оплетка;
плетеная оболочка из полимеров;
гладкая оплетка из пластика (наиболее бюджетный вариант).

На электрические характеристики дополнительная оболочка влияния не оказывает, при ремонте кабеля ее часто просто удаляют.

Сила пропускного тока

От толщины проводника и материала зависит, будет ли он греться при достаточно большом токе зарядки. На самом деле, провода, сечением 0,75 кв. мм (диаметр без изоляции 1 мм) разумной длины хватит, чтобы без проблем работать при токах до 8 А. Этого хватит на все случаи жизни. Провода меньшего диаметра не используются по соображениям механической прочности. Да и определить даже на глаз сечение проводящей жилы непросто – она находится под изоляцией.

Но если есть подозрения, что толщина проводников все же невелика по отношению к заявленному току, лучше воздержаться от покупки такого шнура. Возможен перегрев и даже возгорание. Окончательно ток заряда определяется по меньшему из двух значений – наибольший ток адаптера или наибольший допустимый ток шнура.

Плюсы и минусы магнитных штекеров

Не так давно в продажу стали поступать магнитные разъемы для телефона, которые быстро обрели популярность. Суть такого коннектора в том, что в гнездо телефона вставляется дополнительный переходник, с одной стороны которого установлен штекер, соответствующий терминалу телефона, а с другой – две (или больше) магнитные контактные площадки.

На шнуре к зарядному устройству находится ответная часть, которая сопрягается с переходником посредством магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами. На расстоянии порядка одного-двух сантиметров обе стороны притягиваются и становятся в рабочее положение. При этом не надо искать визуально или на ощупь точное местонахождение розетки на телефоне и не надо определять полярность подключения для разъема microUSB. Особенно это удобно при езде в автомобиле. При этом шнур лишний раз не перекручивается, что продлевает срок его службы.

Механические нагрузки на гнездо телефона сокращаются в несколько раз, что также продлевает период надежной работы. К плюсам также можно отнести защиту внутреннего разъема гаджета от попадания грязи.

Но у такого коннектора есть и недостатки. В первую очередь, это появление лишнего разъемного контакта, а значит дополнительного источника ненадежности. Кроме того, этот контакт несколько снижает зарядный ток и увеличивает время пополнения энергии. Загрязнение открытой поверхности коннектора может привести к ухудшению качества контакта и к еще большему ограничению зарядного тока, а магнит способен притягивать металлическую пыль. Твердые частицы на поверхности также мешают надежному сопряжению.

Многие магнитные разъемы имеют всего две контактные площадки, предназначенные для зарядного напряжения. Это означает, что для передачи данных в шнуре просто нет проводников, и, например, скачать файлы с компьютера с помощью такого кабеля нельзя. Для тех шнуров, что такую возможность дают, нужен специальный переходник с большими размерами. Он заметно выступает за габариты гаджета. И немаловажный факт – стоит магнитный шнур дороже, чем обычный.

Кабель с магнитным штекером с функцией передачи данных.

Видео-обзор магнитных кабелей.

Качество китайских зарядок и проводов

Дешевые зарядные устройства и кабели от неизвестных производителей из Юго-Восточной Азии могут быть некачественными. В первую очередь это относится к применению в проводниках вместо меди сплавов неизвестного состава. Это может привести к перегреву или ограничению зарядного тока. К этому же эффекту приводят заниженное сечение проводов и некачественная пайка (а то и обжимное соединение) разъемов. Упрощенная схемотехника может привести к неоптимальным режимам зарядки, что снижает ресурс АКБ. А самое простое, но неприятное – срок жизни таких устройств, как правило, недолог, и подвести такой адаптер может в любой момент.

Выбирать зарядное устройство для мобильного гаджета надо осознанно. В противном случае не избежать не только разочарований, но и технических проблем. А в худшем случае еще и финансовых потерь.

Современные пользователи редко испытывают проблемы при поиске ЗУ для своих смартфонов. Разъём сейчас почти на всех гаджетах одинаков, что очень удобно. Однако это не значит, что так было и будет всегда. Прочитайте статью о прошлом и будущем технологии USB.

Пользователям мобильных устройств в 2000-х пришлось нелегко – они были вынуждены мириться с так называемой проприетарностью. Телефоны каждого из производителей оснащались уникальными разъёмами для зарядки – как следствие, ЗУ, например, для Nokia не работало с телефоном Motorola. Доходило и до абсурда – когда для двух телефонов одного производителя (финского) приходилось искать различные зарядные устройства. Недовольство пользователей оказалось настолько сильным, что вмешаться был вынужден Европарламент.

Сейчас ситуация в корне иная: практически все производители смартфонов оснащают свои гаджеты портами под зарядные устройства одного типа. Пользователю больше не приходится покупать новое ЗУ «в довесок» к телефону.

Какие бывают разъёмы USB для смартфонов?

Кабели USB можно применять не только для передачи данных с ПК на гаджет, но и для зарядки мобильного устройства. Смартфоны способны пополнять «запасы» аккумулятора как от розетки, так и от компьютера, однако во втором случае зарядка займёт существенно больше времени. Традиционный кабель USB для смартфона с Android или с Windows Phone выглядит следующим образом:

Подобные кабели USB можно найти в различных расцветках на страницах каталога магазина GearBest.

На одном из его концов присутствует стандартный штекер USB 2.0 Type-A:

Этот штекер вставляется в USB-порт на компьютере или ноутбуке.

На втором конце провода – штекер microUSB.

Он, соответственно, вставляется в разъём микро-USB на мобильном устройстве.

Именно micro-USB 2.0 является сейчас унифицированным разъёмом: встретить его можно на смартфонах и планшетах почти всех производителей мобильной техники (за исключением Apple). Соглашение о стандартизации интерфейсов было подписано в 2011 году представителями 13-и компаний, лидирующих на мобильном рынке.

На Micro-USB выбор пал по ряду причин:

Разъём компактен. Его физические размеры составляют всего лишь 2×7 миллиметров – это примерно в 4 раза меньше, чем у USB 2.0 Type-A.
Штекер прочен – особенно если сравнивать с тонкой зарядкой Nokia.
Разъём способен обеспечивать высокую скорость передачи данных. Теоретически скорость передачи через Micro-USB при использовании стандарта 2.0 может достигать 480 Мбит/сек. Фактическая скорость гораздо ниже (10-12 Мбит/сек в режиме Full Speed), однако пользователям это редко доставляет неудобства.
Разъём поддерживает функцию OTG. Подробнее о том, какие преимущества это даёт, расскажем позже.

Конкуренцию micro-USB в борьбе за роль стандартного разъёма мог навязать Mini-USB. Мини-штекер выглядит так:

Этот вид USB-разъёма не подошёл в качестве стандартного, и вот почему:

Разъём больше по размерам – пусть и ненамного. Величина его – 3×7 миллиметров.
Разъём достаточно хрупкий – из-за отсутствия жёстких креплений он очень быстро расшатывается. Вследствие этого передача данных через кабель становится для пользователя настоящим мучением.

Помимо тех USB-разъёмов, о которых мы упомянули (Micro-USB, Mini-USB, USB Type-A), есть и другие. Например, micro-USB стандарта 3.0 может использоваться для подключения к ПК жёстких дисков, а USB Type-B (квадратной формы) – для музыкальных инструментов (в частности, MIDI-клавиатуры). К мобильной технике эти разъёмы не имеют прямого отношения (если не считать Galaxy Note 3 c USB 3.0), поэтому более подробно мы о них рассказывать не будем.

Какими бывают USB-кабели для смартфонов?

Благодаря неистощимой фантазии китайских рукодельцев пользователи мобильной техники могут купить кабели совершенно разных формаций. Например, в эпоху проприетарности невероятной популярностью пользовался такой вот «монстр»:

Да, эта зарядка подходила ко всем основным разъёмам!

Подобные «мультитулы» и сейчас есть в продаже, однако штекеров у них поубавилось. Вот зарядка 4-в-1, которую можно заказать на GearBest дешевле, чем за 200 рублей:

Эта зарядка оснащена всеми современными штекерами – Lightning, 30Pin (оба для iPhone), microUSB, USB 3.0. Однозначно, «must-have» для пользователя!

Есть и другие любопытные варианты. Вот кабель от OATSBASF для тех, кто терпеть не может кабели:

Такой называется кабелем с функцией Stretch. Визуально он чем-то похож на игрушку Йо-Йо. Провод вытягивается на ту длину, которая необходима, а по окончании использования сматывается. Это очень удобно, потому как владельцу гаджета не приходится постоянно распутывать клубки проводов. Минус стретч-кабеля заключается в цене: по сравнению с обычными USB-кабелями на GearBest он почти вдвое дороже.

Вот ещё одно любопытное решение, предлагаемое GearBest – карманный кабель-брелок:

Этот кабель позволяет подзаряжать от компьютера два мобильных устройства одновременно (например, 5-ый Айфон и Android) и имеет очень соблазнительную цену – чуть более 100 рублей.

В отечественных магазинах и салонах пользователь, конечно же, не найдёт такого изобилия разнообразных кабелей, как на страницах каталогов GearBest и AliExpress. Кроме того, Data-оборудование в рознице стоит существенно дороже. По этим двум причинам пользователям рекомендуется заказывать USB-кабели именно из Китая.

Что такое стандарт OTG?

Наверняка многие видели такой кабель и задумывались, для чего он нужен:

OTG (сокращение от On-The-Go) – это функция, предназначенная для быстрого соединения 2-х USB-устройств друг с другом, без посредничества компьютера. Подключить по OTG можно не только флэшку (хотя это, конечно, самый распространённый случай), но также, например, и компьютерную мышку, клавиатуру, внешний жёсткий диск, игровой руль, джойстик. Получится даже подсоединить смартфон к принтеру или МФУ, чтобы распечатать снимок, сделанный на камеру гаджета.

Кабели OTG для iPhone уже тоже появились, однако загрузить на «яблочное» устройство (без джейлбрейка) с внешнего носителя получается только фото и видео – и то лишь тогда, когда корневые папки на флэшке и сами фотографии имеют «правильные» названия.

Полного перечня смартфонов, поддерживающих функцию OTG, нет – просто потому, что наличием этого стандарта способны похвастать почти все современные гаджеты и список был бы огромен. Тем не менее, покупателю, намеревающемуся подключать к девайсу мышь или флэшку, стоит осведомиться у консультанта салона-магазина о поддержке OTG до того, как отдавать деньги – «на всякий пожарный».

USB Type-C: в чём преимущества?

Переход с micro-USB на USB Type-C – это новый тренд рынка мобильной электроники! Производители активно осваивают технологию и оснащают свои флагманские модели усовершенствованными разъёмами для зарядки и передачи данных. USB Type-C долго ждал «в тени»: разъём был создан ещё в 2013 году, однако только в 2016-м лидеры рынка обратили на него внимание.

Выглядит USB Type-C так:

В чём же заключаются преимущества Type-C перед привычным всем micro-USB?

Высокая скорость передачи данных. Пропускная способность Type-C равняется 10 Гб/сек (!). Но это только пропускная способность: в действительности на такую скорость смогут рассчитывать лишь владельцы смартфонов со стандартом USB 3.1 – например, Nexus 6P и 5X. Если гаджет использует стандарт USB 3.0, скорость окажется на отметке примерно в 5 Гб/сек; при USB 2.0 передача данных будет происходить существенно медленнее.
Быстрая зарядка. Продолжительность процедуры зарядки смартфона зависит от потенциального количества Вт, которые поставляются разъёмом. USB стандарта 2.0 способно подавать всего 2.5 Вт – оттого зарядка и длится часы. Разъём USB Type-C обеспечивает 100 Вт – то есть в 40 раз (!) больше. Любопытно то, что передача тока может происходить в обе стороны – как к хосту, так и от него.
Симметричность коннектора. Если у коннектора micro-USB есть верх и низ, то коннектор Type-C симметричен. Какой стороной его вставлять в разъём, значения не имеет. С этой точки зрения технология USB Type-C похожа на Lightning от Apple.

Достоинством Type-C является также небольшая величина разъёма – всего лишь 8.4×2.6 миллиметра. По этому критерию технологии micro-USB и USB Type-C схожи.

У USB Type-C есть и недостатки, один из которых более чем существенный. Из-за нерегулируемой работы коннектора зарядка запросто может «поджарить» мобильное устройство. Такая вероятность не является чисто теоретической – возгорания случались и на практике. Именно по этой причине распространение неоригинальных, «кустарных» кабелей и зарядок USB Type-C запрещено.

Разъём USB Type-C уже установлен на следующих мобильных устройствах: Microsoft Lumia 950XL, LG G5 SE, HTC 10 Lifestyle, Huawei Honor 8, Asus Zenfone 3.

Заключение

Несмотря на возрастающую популярность USB Type-C, стандартный разъём USB в ближайшее время точно не «канет в Лету». Это не просто субъективное предположение, об этом говорит Дж. Рэйвенкрафт, президент компании USB Implementers Forum, поддерживающей и развивающей технологию USB. Рэйвенкрафт называет совершенно сумасшедшую цифру – 20 миллиардов; по его данным именно столько устройств в мире сейчас оснащено стандартными разъёмами USB-A.

Из-за подобной массовости новую технологию будут вводить эволюционно, а не революционно – чтобы пользователи имели возможность самостоятельно убедиться в преимуществах Type-C и принять решение об отказе от стандартного разъёма. При этом Рэйвенкрафт допускает, что, возможно, полного замещения USB-A не произойдёт никогда.

Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?

Как долго должен заряжаться аккумулятор?

Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.

Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.

Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.

Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.

Что такое быстрая зарядка?

Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.

Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.

Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.

Типы быстрой зарядки

Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.

Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.

Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.

Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.

Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.

Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.

USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы

Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.

Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.

А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.

Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.

Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.

Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.

USB (Universal Serial Bus) расшифровывается как универсальная последовательная шина передачи данных между устройствами. Например, между компьютером и его периферией – клавиатурой, мышкой, флешкой, принтером, сканером, веб-камерой и т. д.

Через USB подключенные девайсы получают энергию для работы и зарядки, поэтому гнездами такого типа оснащают power-банки и зарядные устройства. За питание отвечает пара или две пары контактов, которые на схемах условно обозначают VCC или +5 V и GND (земля). Если внимательно взглянуть на разъем, можно увидеть, что эти контакты длиннее остальных. Так сделано для того, чтобы соединение/разъединение силовых и информационных линий происходило с разбежкой во времени, иначе данные могут передаваться с ошибками.

За данные отвечают 2 и более контакта в зависимости от версии USB. Половина из них передает сигнал от основного устройства (хоста) к периферии, а вторая половина – обратно.

Интерфейс USB поддерживает технологию Plug and Play («подключаю и использую»). При соединении с хостом, например, компьютером, периферийное устройство сообщает ему, что оно собой представляет, а хост подбирает подходящий драйвер. «Общение» происходит по линиям данных.

Девайсы, выпущенные в последнее десятилетие, оснащены USB-интерфейсами версий 2.0, 3.0, 3.1, 3.2. Редко, но еще встречаются старые устройства с USB 1.1. Интерфейсы разных поколений передают информацию с различной быстротой.

Теоретически достижимые скорости передачи данных по шине USB актуальных версий представлены в таблице:

USB1.1	12 Мбит/с
USB2.0	480 Мбит/с
USB3.0	5 Гбит/с
USB3.1	10 Гбит/с
USB3.2	20 Гбит/с

Дабы не путать читателя, здесь приведены только максимальные скорости, согласно спецификациям USB различных версий без учета режимов их работы. Значит, реальная скорость обмена данными между устройствами, соединенными этой шиной, может быть в разы ниже.

USB-разъемы разных поколений совместимы друг с другом, но быстрота передачи данных между ними всегда ограничивается потенциалом более медленной стороны.

USB последнего – третьего поколения выдерживает бОльшую силу тока, нежели предшественники, что влияет на скорость зарядки и поддержание работы подключенных устройств, особенно потребляющих много энергии, вроде внешних жестких дисков.

Максимальный выходной ток USB-порта зарядного или хостового устройства составляет:

Для версий 1.1-0 – 0,5 А.
Для версии 3.0 – 0,9-1,5 А.
Для версий 3.1-3.2 – 1,5-3 А с возможностью повышения до 5A.

Стандартное напряжение выходного USB-порта – 5 V. Отдельные спецификации версий 3.1-3.2, ориентированные на подключение энергоемких девайсов, выдерживают до 20 V.

Это интересно: Компьютер не видит Android через USB

Внешне USB-разъемы разных поколений отличаются цветами. Третье – самое молодое, имеет голубой или синий оттенок, это его типовой признак. Первое и второе могут быть окрашены в черный, белый, серый и другие цвета, их раскраска никак не связана с характеристиками.

Виды разъемов

Виды USB-разъемов зависят от выполняемой функции и скорости с который передаются данные. Благодаря существованию нескольких типов ЮСБ-разъемов охватывается расширенный функционал, который позволяет пользователю упрощать связь компьютера с устройством (мышка, клавиатура, iPad, МФУ, сканер и другие).

По назначению любой USB-порт можно отнести к одному из трех типов:

Стандартному или обычному, который обеспечивает питание и информационный обмен между девайсами. Такими портами оборудованы компьютеры, ноутбуки, смартфоны, телевизоры и т. д.
Зарядному. Они встречаются на зарядных устройствах, power-банках и некоторых системных блоках, предназначены только для питания периферии.
Выделенному зарядному. Эти гнезда служат для зарядки USB-гаджетов от бытовой электросети. Их встраивают в электрические розетки. Пример такого решения показан на фото ниже.

Первый тип может быть любой версии, второй и третий чаще относится к версиям 2.0 или 3.0. Последние различаются между собой цветами.

Конфигурация разъемов тоже «завязана» на поколение интерфейса. USB-штекеры и гнезда версий 1.1 и 2.0 бывают следующих типоразмеров и форм:

Типа А (стандартные). Такие порты устанавливают на хостовые и зарядные устройства. Они бывают трех размеров: обычного (самый распространенный – 12×4 мм, 4 контакта), среднего (miniUSB 7×3 мм, 5 контактов) и маленького (microUSB 7×2 мм, 5 контактов).

Типа B (узкие). Гнездами этого вида оснащают периферийное оборудование. Они также могут быть обычными (7×8 мм, 4 контакта), мини (3×7 мм, 5 контактов) и микро (2×7 мм, 5 контактов).

Разъемы микро обоих типов визуально очень похожи. Отличие лишь в том, что А имеет форму прямоугольника, а у B скошены верхние углы.

Редко, но встречаются USB-кабели, которые оборудованы комбинированными разъемами: mini-AB и micro-AB. Их можно подключать к гнездам того и другого вида.

Разъемы USB третьего поколения имеют следующие типоразмеры:

A – стандартный. Он отличается от предшественника цветом и количеством контактов, здесь их 9. Разъем микро-A имеет 10 контактов и разделен на 2 части. Половина идентична microUSB 2.0 (для совместимости), остальные 5 контактов расположены в другой части. Так сделано потому, что компактный размер не позволил уместить все выводы в одном месте. Разъемов типа мини-A 3.0 не существует.
В – его стандартный и мини-разъемы идентичны по конфигурации USB-B версии 2.0, но также имеют по 9 контактов. Micro-В отличится от micro-А формой совмещаемой половины. Она, как и microUSB-B 2.0, имеет срезанные углы.

Интерфейсы microUSB третьего поколения распространены мало, поскольку крайне неудобны в использовании. Кроме того, гнезда этого типа зачастую не выдерживают многократных рывков туда-сюда и отламываются от носителя. Таким же недостатком страдают и их предшественники, но здесь проблема возникает чаще.

Однако это не значит, что от миниатюрных разъемов USB-3 придется отказаться. Замена неудачному решению уже найдена – новый и кардинально непохожий на прототип интерфейс USB Type C.

Type-C или просто USB-C – это компактный разъем USB третьего поколения (8,4 x 2,6 мм, 24 контакта), который предназначен для тех же задач, что и его предшественники. В отличие от всех прочих интерфейсов этого типа, он симметричный или двусторонний, то есть поддерживает подключения кабеля и верхней, и нижней сторонами, как разъемы Lightning на устройствах Apple.

Отсутствие нужды ориентировать кабель в нужном положении уменьшает риск поломки гнезда, продлевает срок его службы и упрощает жизнь людям с ослабленным зрением и нарушенной координацией движений, которые в силу этих причин не могут пользоваться устройствами с разъемами microUSB-B.

Спецификация Type-C соответствует USB 3.1 и обеспечивает полную совместимость с ранними версиями этого интерфейса, как того требует стандарт. Поэтому мобильные гаджеты, оснащенные такими гнездами, не всегда поддерживают скорости третьего поколения: новомодный разъем вполне способен уживаться с USB-контроллером версии 2.0.

Основные отличия Micro и Mini USB

Перечисленные виды ЮСБ разъемов имеют как общие сходства, так и различия. Связано это в основном с линейными размерами.

Размеры устройства. Инженеры считают данную деталь важной, поэтому микро ЮСБ используется практически во всех мобильных устройствах. Micro занимает меньше места в устройстве, поэтому разработчики останавливают выбор на нем. Mini же имеет расширенную форму. Некоторые аналитики предрекают скорую гибель Mini ЮСБ, они говорят о том, что скоро он просто перестанет существовать. Micro тип выходит на лидирующие позиции.
Micro USB создан из прочных материалов на основе Mini. Поэтому Микро считается улучшенной версией предыдущего поколения. Они реже ломаются.

Сегодня Микро тип используется в большинстве выпускаемых мобильных устройств. Использование Mini постепенно сокращается.

Немного о USB-кабелях

Различия между кабелями USB не только в конфигурации разъемов, но и в количестве жил. Самый распространённый тип кабеля – четырехжильный USB 2.0, предназначен для передачи данных и питания периферийного оборудования. В нем каждая из линий связана с парой идентичных контактов на противоположных штепселях. Данные по такому кабелю передаются по очереди – или в одну, или в другую сторону.

Существуют USB-кабели только для зарядки. В них всего 2 жилы – плюс и земля, а контакты информационных линий просто соединены между собой. Они обычно тоньше 4-жильных. В магазинах их, как правило, не продают, но включают в комплекты поставки разных девайсов с поддержкой питания 5 V (например, электрических зубных щеток).

Кабели USB третьего поколения обычно окрашены в синий цвет (хотя не всегда) и более толстые. Ведь помимо стандартных четырех жил, в них включено столько же дополнительных. За счет добавочных линий поддерживается одновременная передача данных в оба направления.

Для подключения к смартфонам и планшетам периферийного оборудования (клавиатур, флешек, мышей и т. д.) разработан еще один тип кабелей – OTG. В кабеле OTG-2.0 всего 4 жилы и 5 контактов. На стороне хоста дополнительный – пятый контакт (ID) соединяется с землей – так устройства определяют, какое из них выступает в роли хоста. В OTG-3, соответственно, на 4 линии данных больше.

Кабели USB Type-C с противоположной стороны чаще имеют штепсель другого вида, например, USB-A, HDMI, DP и т. д. Конфигурация второго разъема, количество жил и связь с определенными выводами, поддержка силы тока разных уровней определяют их назначение и функциональность.

Выбор кабеля влияет на скорость зарядки и обмена информацией между устройствами. Некачественный или неправильно подобранный, он может быть «бутылочным горлом» подключения. Так, если соединить телефон и компьютер через порты USB-3.0 – USB-C кабелем USB-2.0, связь будет медленнее в разы, чем если бы использовался соединитель версии 3.

Питание через USB-разъем

Изначально стандарт USB был «заточен» на питание и зарядку маломощных девайсов с током потребления до 0,5 A при напряжении 5 V. Однако с появлением смартфонов и планшетов с батареями повышенной емкости этот предел стал бы непреодолимым барьером к массовому выпуску их на рынок. Ведь заряжать такие устройства малыми токами можно сутки напролет, а кому это понравится.

Так появилось еще несколько спецификаций, в том числе Quick Charge (быстрая зарядка) – технология передачи энергии, которая превышает штатные возможности USB, посредством USB-интерфейса.

Сегодня актуальны следующие версии этого стандарта:

Quick Charge 2.0. Она предусматривает ступенчатое повышение выходного напряжения от 5 V до 9 V, 12 V и 20 V.
Quick Charge 3.0. Также поддерживает повышение напряжения до 20 V, но с интервалом 0,2 V.
Quick Charge 4.0 и 4+. Базируется на еще одной технологии электропитания – Power Delivery, и обеспечивает быструю зарядку аккумуляторов через разъемы USB-C.

Возможность пополнять запасы энергии от зарядных устройств с поддержкой Quick Charge имеют только те гаджеты, где она реализована на аппаратном уровне. Технология QC, как и USB, полностью поддерживает обратную совместимость.

Power Delivery – стандарт питания энергоемких устройств с поддержкой мощности до 100 W посредством обычного кабеля и разъемов USB версии 2.0 или 3.0-3.2. Источником энергии в такой системе может быть не только зарядник или power bank, но и девайс, выступающий в роли хоста. А хостом может назначаться любой гаджет с аккумулятором, например, смартфон, подключенный к другому смартфону.

Передача тока в системах Power Delivery идет в обоих направлениях, поэтому хост и периферия в процессе зарядки могут меняться местами. Кроме того, стандартом предусмотрена возможность изменения уровней токов и напряжений по пяти профилям:

менее 5 V и 2 А;
5-12 V и 1.5 А;
5-12 V и 3 А;
12-20 V и 3 А;
12-20 V и 4.75-5 А.

Power Delivery уже сейчас позволяет питать через разъемы USB такие мощные устройства, как ноутбуки и моноблоки. Дальнейшее развитее технологии, надо ожидать, перешагнет 100-ваттный порог и найдет применение в умных TV, бытовой технике, осветительных приборах и везде, где только можно. Словом, у USB большое будущее, и нам предстоит сосуществовать с ним еще много-много лет.

Особенности и преимущества

Раньше внешние сторонние устройства общались с ПК посредством таких средств коммутации, как PS/2, последовательный и параллельный вход-порт, отдельный разъем для подсоединения игровых манипуляторов, и что такое USB, никто даже не слышал. При разработке новых гаджетов появилась острая необходимость унифицировать коммутационные возможности. Презентация нового стандарта привела к расширению функциональности компьютера и стимулировала разработку сторонних продуктов с шиной USB.

Простота и удобство в использовании стали синонимами USB-технологии. Она позволила взаимодействие со спецификацией «Plug and Play», которая предполагала надежную, быструю и дружественную коммутацию внешних источников.

Недостатки интерфейса USB

Разъемы mini USB и micro USB из-за конструктивных особенностей часто выходят из строя раньше своего эксплуатационного срока службы. Это обусловлено тем, что такие разъемы обычно находятся в гаджетах, которые очень часто приходится подсоединять к компьютеру или заряжать (телефоны, смартфоны, КПК, МР3-плееры). При этом стоит отметить, что технология USB позволяет не только обмениваться данными, но и дает возможность заряжать устройства через свое соединение.

Заявленная пропускная способность у спецификации 2.0 в 480 Мбит/с не соответствует действительности. Это происходит потому, что данные передаются в обе стороны по одной витой паре кабеля. Для достижения максимальной скорости требуется 2 такта при обмене информацией, что, кстати, реализовано в USB 3.0.

Альтернативы USB

Переходник кабеля FireWire. Порты USB это альтернатива последовательным и параллельным портам, доступным на старых компьютерах. Порты USB поддерживают намного более быструю (часто 100-кратную или более) передачу данных, чем последовательную или параллельную.

Для компьютерных сетей вместо USB иногда используются порты Ethernet. Для некоторых типов компьютерных периферийных устройств порты FIreWire также иногда доступны. И Ethernet, и FireWire могут предложить более высокую производительность, чем USB, хотя эти интерфейсы не обеспечивают питание по проводам.

Читайте также: