Как зарядить ноутбук от современной телефонной зарядки

Я не знаю почему производитель моего ноутбука, оснастил его портом USB Type-C, лишив его возможности заряжаться от этого порта. Ведь Type-C давно поддерживает не только зарядку подключаемых к нему устройств, но и зарядку самого устройства с установленным Type-C. Поэтому мне до сих пор приходится таскать с собой по командировкам и путешествиям еще и зарядное устройство к ноутбуку, время от времени ноутбук приходится заряжать.

переходник type-c на ноутбук

Герой статьи: переходник с Type-C на разъем ноутбука

А ведь современные зарядки для мобильных способны выдавать умопомрачительные мощности. Крохотуля в корпусе чуть большем, что привычная сетевая зарядка десятилетней давности, способна запитывать подключенное к ней устройство мощностью до 100 Вт. Это очень много, например, блок питания моего ноутбука в половину слабее и при этом обеспечивает не только зарядку встроенной батареи, но и поддерживает работоспособность самого аппарата. Идея возить два зарядных устройства, когда в теории хватило бы и одного, так себе и почему она зародила во мне крупицу интереса. В конце концов, ведь есть же лэптопы, как называют ноутбуки американцы, с зарядкой от USB Type-C, в конце концов! Чем мой ноут хуже (за исключением того, что производитель пожадничал)?

Развитием стандарта USB занимается некоммерческая организация USB Implementers Forum. В ее задачи входит не только выработка стандартов на порты, кабеля, протоколы обмена, но и контроль исполнения стандартов и рекомендаций посредством сертификации. Еще в прошлом десятилетии USB-IF выработала стандарты на подучу энергии (для питания устройств или заряда батарей) через порт USB. Напомню, что изначально порт USB обеспечивает только 0.5 А по току, что соответствует примерно 2.5 Вт. Для запуска Arduino (не самого мощного) или зарядки старенького телефона с простеньким процессором и куцым аккумулятором этого вполне достаточно. Но на рынке начали появляться «флагманы», которые требовали все большего и больше. Так на свет появилась спецификация USB Power Delivery или же просто USB PD (иногда сокращают до совсем короткого PD, если речь идет о зарядках или кабелях). Появление USB PD стало робкой попыткой хоть как-то обуздать богатую фантазию разнообразных производителей зарядок и телефонов. Иначе, в полете творческой мысли они могли углубиться так далеко, что стандарт USB вообще потерял бы свою универсальность.

биткоин, монета, зарядка, gan, gan2, gan2 pro, USB, два порта, три порта, Type-C

Слева трехпортовая зарядка с технологией GaN, справа двухпортовая с традиционными ценностями

В первых двух версиях спецификации USB PD поддерживались разъемов типы Micro USB и Type-C. Конечно, многие умельцы приделывали мощные зарядки и к Mini USB, но такое решение уже было, во-первых, не рекомендованным, во-вторых, его нельзя засертифицировать. Для обеспечения быстрых батарей смартфонов зарядок нужно как-то передавать через скромный разъем и гибкий тоненький кабель большую мощность. Сделать это можно либо подняв ток, либо увеличив напряжение. При увеличении тока, тонкие и гибкие проводники будут сильнее нагреваться, а малюсенькие контакты разъема могут и вовсе отгореть их ведь рассчитывали, хоть и с запасом, на ток в 0.5 А. Следовательно, разумным кажется способ по увеличению напряжения. Итак, USB PD обзавелся не только стандартным напряжением в 5 В, но и рядом фиксированных значений повышенного напряжения вплоть до 20 В и током до 5 А, что уже тогда позволяло выдавать на-гора целых 100 Вт (но только для разъемов типа Type-C, для Micro USB подобные мощности уже запредельны).

И в принципе, можно было бы обойтись и таким блоком питания, благо 100 Вт более чем достаточно для зарядки не только моего смартфона, оснащенного ультрабыстрой зарядкой, но и моего ноутбука. Вот только проблема заключается в том, что напряжение питания у ноутбука не 20 В и не 12 В, а 19.5 В. И подавать нужно именно 19.5 и никак иначе. И производитель моего ноутбука в своих выдумках извращенных напряжений не одинок. На рынке присутствуют и другие нестандартные напряжения. В USB-IF решили еще раз немного поднапрячься, слегка подумать и в 2019 году выпустили обновленную спецификацию на USB PD за версией 3. Помимо всех прочих нововведений в ней обуславливается два специальных режима питания: с регулируемым уровнем напряжения (PPS) и регулируемым уровнем тока. Напряжение регулируется с шагом не более 0.02 В и может изменяться от 3.3 В вплоть до 20 В. При этом максимальный ток остается тем же на уровне 5 А (регулировка осуществляться с шагом 0.05 А). С одной стороны, максимальная мощность вроде как осталась той же, с другой, открылась невиданная ранее гибкость.

кабель, адаптер, зарядка, ноут

Идет зарядка через адаптер Type-C

Теперь зарядное устройство куда активнее общается с потребителем энергии и может очень гибко подстраиваться под его требования. Если тебе надо, то дадим 19.5 В, если нужно 13.3, дадим 13.3 В, нужно 7.02 В, можно и столько. Более того, USB-IF предложили еще и несколько алгоритмов по заряду аккумуляторов устройств. В устройство достаточно только встроить простенький чип идентифицирующий алгоритм зарядки и запрашивающий требуемые напряжения, а все остальное сделает само зарядное устройство. Удобно… Но что же там с зарядкой моего ноутбука? Как мне подключить овальное Type-C в круглое отверстьице ноутбука?

Официально USB-IF не приветствует использование переходников для обеспечения зарядки. Ток, передаваемый по кабелю, может доходить до 5 А, что не мало. И любой плохой контакт может свести на нет все преимущества PD. Тем не менее, для подключения современной зарядки с поддержкой 3-й версии PD к ноутбуку потребуется переходник. Сам переходник это не только физический проводник с двумя типами контактов совместимыми с Type-C и входом зарядки ноутбука. В переходник встроена микросхема, которая и задает требуемые параметры для блока питания. В моем случае она запрашивается напряжение в 19.5 В.

Но… Для корректной работы переходника и системы питания ноутбука требуется поддержка именно третьей версии спецификации на USB Power Delivery. Как же можно отличить старые устройства от новых? К сожалению, в плане маркировки так и осталась полная неразбериха. В первых двух версиях спецификации было 5 профилей питания, где 1-й профиль означал рабочее напряжение в 5 В, а 5-й отвечал за 20 В. И если изготовители были более-менее смышлеными, то на своей продукции они ставили отметки о поддержке профилей питания. Но такое встречалось ой как не часто. Производители зарядок просто игнорировали рекомендации и лепили свою продукцию как кому взбредет в голову. Я перебрал все свои USB-зарядки, что скопились в огромном количестве и не нашел ни единого упоминания о каких-либо профилях питания. Учитывая опыт успехов и провалов, в третьей версии спецификации пошли другим путем и теперь основным планом питания является гибкая настройка напряжения, а потребителю предлагается ориентироваться по мощности источника питания.

График USB PD 3.1

График мощностей и напряжений в спецификации 3.1 USB PD

Источники с мощностью до 15 Вт, могут выдавать напряжение только до 5 В. Свыше 15 Вт до 9 В, с 27 Вт к напряжениям добавляется максимальное напряжение в 15 В, а с 45 Вт доступен весь диапазон напряжения с 3.3 и до 20 В. Тут сразу же хочется отметить, что в 3-й версии введены понятия «гарантированной мощности» и «совместной мощности». Относятся они исключительно к источникам питания с несколькими портами. Так, в устройствах с гарантированной мощностью каждый из портов обязан выдавать ту мощность, которая на нем указана. А само устройство будет сертифицировано по максимальной мощности доступной на порту устройства, даже если суммарная мощность будет значительно выше. Так четырехпортовый зарядник с гарантированной мощностью 50 Вт на каждом из портов будет сертифицированным как 50 Вт зарядное устройство, а не 200 Вт, как хотелось бы многим китайским товарищам.

С вариантом совместной мощности все куда путанее. Устройство также сертифицируется по максимальной мощности одного порта, но суммарная мощность всего зарядного устройства может быть ниже, чем заявленная суммарная мощность всех портов устройства. Но и тут не все так просто. В зависимости от ситуации, мощность на портах может варьироваться. К примеру, к одному зарядному устройству может быть подключено три смартфона. По началу энергия тратится на всех поровну, но затем батарея у одного смартфона зарядилась почти полностью. Зарядное устройство тут же отреагировало и перераспределило мощность, отдавая приоритет портам с устройствами с существующей большой потребностью в энергии.

Gan, Gan2, Gan2 Pro, перечисление, 65W

Все разнообразие, какое могут выдать порты зарядки соответствующей PD 3.0 и еще нескольких других стандартов

Понятно, что подобная вольность вызовет дрожь в коленях не самых уважающих покупателей производителей. Ведь как велик соблазн не только завысить мощность (вообще плевое дело), но и указать максимальную суммарную мощность, даже если ни один из портов принципиально такую мощность выдать не в состоянии. Тем более, что потребитель и не ищет значков о сертификации по стандарту от UBS-IF. Потребитель ориентируется на маркетинговую мишуру и ввести его в заблуждение липовыми ваттами проще простого. А ситуация усугублена еще тем, что в ожидании стандартов выданных USB-IF нервишки некоторых производителей смартфонов не выдержали и под давлением шероховатой конкуренции они разработали и внедрили свои стандарты быстрых зарядок. Например, у Samsung это AFC, у Huawei SCP и так далее. А это означает свои напряжения и свои протоколы сопряжения. Поэтому не стоит удивляться, если на пути вам попадется зарядник поддерживающий PD 3-й версии, но позволяющий генерировать напряжение в 20 В для порта мощностью всего в 30 Вт. Производитель просто старался поддержать как можно больше протоколов обмена. И да, в этом случае ни о какой сертификации от USB-IF речи быть не может.

Итак, для корректной работы переходника для зарядки ноутбука зарядное устройство должно поддерживать USB PD 3.0 и выше, соответственно быть готовым выдавать не менее 45 Вт на одном порту. Таково требование моего ноутбука по питанию и производителя переходника. Но что еще? Влияет ли как-то кабель на возможность зарядки? Конечно, влияет. Памятуя о нежелательности использования переходников, разумнее использовать сразу же кабель Type-C <-> «отверстьице ноутбука» нужной длинны, такие товары на мировых площадках тоже есть. Но это означает, что мне потребуется два кабеля. А это уже почти половина зарядки как по весу, так и по объему. Чего я допустить ну никак не могу. Поэтому для соединения переходника и зарядника я использую Type-C кабель. Но абы какой Type-C не подойдет.

ноут, блог, зарядка, питания, адаптер

Ноутбук полностью заряжен, идет работа от Type-C через адаптер

Для успешной передачи 45 Вт или 100 Вт через кабель необходимо, чтобы он, этот кабель, был способным передать такую энергию. А это означает, что его жилы-проводники должны иметь достаточное сечение, а материал, из которого они изготовлены, должен обеспечивать наименьшее сопротивление при использованной длине. Перед тем, как начать передачу энергии, зарядное устройство и потребитель «договариваются» на каком напряжении и с какой мощностью работать, но помимо «рукопожатия» стандарт предусматривает экспресс тестирование шин передачи энергии на сопротивление. И если оно выше расчетной величины, то нужные параметры по мощности достигнут не будут, их ограничит контроллер питания в зарядном устройстве. Поэтому, помимо переходника и сопоставимого зарядного устройства, требуется еще и соответствующий кабель, способный требуемую мощность передать от зарядки до ноутбука. Более того, в кабелях, рассчитанных на передачу 60 и более ватт дополнительно используется специальный чип-идентификатор, который дополнительно уведомляет зарядное устройство, что он не просто кусок ШШВП, а породистый кабель и с легкостью пропустит 100 Вт энергии. Такой чип в рамках спецификации USB-IF называется E-Mark Chip (ELectronic marking) и его наличие требуется для корректной работы кабелей предназначенных для передачи 60 и более Вт.

Итак, подбиваем бабки по вопросу того, что же нужно для того, чтобы начать заряжать ноутбук от телефонной зарядки:

  1. Напряжение для зарядки ноутбука до 20 В.
  2. Кабель Type-C, способный передать нужное количество энергии для зарядки. Смотрим на спецификацию кабеля, на потребление ноутбука. Если требуется передача тока более 3А, то в кабеле должна быть интегрирована микросхема E-Mark.
  3. Зарядное устройство с поддержкой USB Power Delivery версии 3.0 или выше, и с мощностью на одном порту выше, чем требуется для ноутбука и не менее, чем та величина, которая указана в спецификации на переходник.
  4. Собственно переходник с Type-C на фирменный разъем ноутбука.

При честности всех поставщиков и выполнении правил, все должно заработать. Кстати, если уж речь зашла по поводу современных зарядных устройств, то имеет смысл сразу же обратиться к «нитридным» устройствам (ищем в рекламе товара буквосочетание GaN). Они обеспечивают куда больший выход энергии на единицу объема. И при всех прочих равных, размер такого зарядника будет существенно меньше, чем у его кремниевого собрата. Дополнительно следует учитывать, что мульти-устройства, с легкостью поддерживающие различные форматы ускоренной зарядки на повышенном напряжении и мощности, вообще могут обходиться без различных условностей, например, проверки чипа в кабеле и тому подобных вещах.



Добавить комментарий