USB PD contro USB

USB Power Delivery (PD) è una specifica che consente di programmare la tensione di uscita di un alimentatore in base al carico. Si è rivelato un cambiamento rivoluzionario se combinato con il connettore USB Type-C, consentendo ai dispositivi di trasmettere sia alimentazione che dati mentre l'adattatore si adatta ai requisiti di alimentazione del dispositivo che lo utilizza.

Questo articolo discute le distinzioni e le sovrapposizioni tra USB PD e USB-C più in generale prima di analizzare i vantaggi dell'erogazione di alimentazione USB negli ecosistemi di progettazione con requisiti di alimentazione distinti e concorrenti.

Fornisce inoltre una breve discussione delle considerazioni sulla progettazione degli adattatori USB PD prima di concludere con un esempio di una recente soluzione di alimentazione sviluppata da CUI.

Innanzitutto, USB PD e USB-C sono standard diversi. Lo standard USB-C descrive il connettore fisico. L'uso del connettore non significa necessariamente che un adattatore abbia la funzionalità USB PD. Un ingegnere può scegliere connettori USB di tipo C per un progetto senza optare per la conformità a USB PD. I connettori USB di tipo C, tuttavia, offrono la possibilità di trasferire sia una potenza moderata (fino a 240 W) che dati sullo stesso cavo oltre ad avere un connettore simmetrico e autoallineante che ne facilita molto l'inserimento corretto.

Ecco un riepilogo della ricarica USB così com'è:

I precedenti standard di alimentazione USB sono limitati in quanto non possono fornire più livelli di alimentazione per dispositivi diversi. La specifica USB PD, tuttavia, consente all'alimentatore e al dispositivo di negoziare un metodo di erogazione di potenza ottimale.

Ogni dispositivo inizierà con un livello iniziale di bassa potenza da 5 V fino a 10 W. Da lì avviene la negoziazione della potenza e, a seconda delle esigenze del dispositivo, la potenza trasferita può arrivare fino a 240 W.

L'approccio di negoziazione PD USB prevede gradini di tensione di 5 V, 9 V, 15 V, 20 V e oltre che supportano uscite di potenza che vanno da un minimo di 0,5 W a 240 W variando la corrente.

USB PD può supportare livelli di potenza in uscita più elevati consentendo ai dispositivi di negoziare i livelli di potenza. Rende gli adattatori di alimentazione USB in grado di alimentare più di un dispositivo specifico a livelli più ottimali e consente di ottenere tempi di ricarica più rapidi, il che migliora le capacità della tecnologia USB.

Uno dei vantaggi immediati di USB PD è che più di un dispositivo mobile può essere caricato a livelli ottimali con lo stesso adattatore, anche se i dispositivi hanno requisiti di tensione di carica diversi, il tutto reso possibile combinando USB-C con la negoziazione di potenza USB PD protocollo. Tuttavia, questo è solo uno dei vantaggi, soprattutto se combinato con connettori e cavi USB di tipo C.

Ad esempio, la combinazione di USB di tipo C e USB PD riduce il numero di caricabatterie e cavi necessari per alimentare più dispositivi, rendendo la vita molto più semplice per gli utenti finali e supportando la capacità dei produttori di utilizzare un caricabatterie e un cavo per più dispositivi.

Un altro vantaggio di USB PD sono le tensioni negoziate di 28 V, 36 V e 48 V che consentono livelli di potenza fino a 140 W, 180 W e 240 W rispettivamente, attraverso la disponibilità di diversi livelli di tensione costante con correnti variabili.

Inoltre, lo standard USB PD include una modalità di alimentazione a tensione regolabile che gli ingegneri possono configurare. Permette al dispositivo di richiedere tensioni intermedie comprese tra 5 V fino alla massima tensione fissa disponibile del caricabatterie, in contrapposizione ai gradini di tensione appena descritti.

Inoltre, la direzione dell'alimentazione non è più fissa: sia l'host che il dispositivo periferico possono fornire energia in base alle attuali esigenze di alimentazione dei dispositivi collegati al caricabatterie.

Inoltre, la gestione dell'energia può essere ottimizzata su più periferiche, consentendo a ciascun dispositivo di ricevere l'energia di cui ha bisogno e più potenza quando necessario, mentre i dispositivi a basso consumo, come le cuffie, possono ricevere solo l'energia di cui hanno bisogno attraverso la negoziazione della potenza e l'handshaking. USB PD supporta inoltre l'interoperabilità tra implementazioni conformi di versioni precedenti e più recenti delle specifiche USB.