Jaka jest moc wyjściowa portu USB?

Jak mówi tytuł, jaka jest moc wyjściowa portu USB?

Czy jest to wartość standardowa, czy może się zmieniać w zależności od producenta / modelu itd.?

Jeśli ta wartość nie jest standardowa, jak ją określić?

Jak stwierdzono w Wikipedii

Specyfikacje USB 1.xi 2.0 zapewniają zasilanie 5 V na jednym przewodzie do zasilania podłączonych urządzeń USB.

Obciążenie jednostkowe definiuje się jako 100 mA w USB 2.0 i 150 mA w USB 3.0. Urządzenie może pobierać maksymalnie 5 obciążeń jednostkowych (500 mA) z portu USB 2.0; 6 (900 mA) w USB 3.0.

Ponieważ moc jest równa prądowi i napięciu, wystarczy pomnożyć 5 V przez prąd pobierany przez urządzenie z portu.

Uwaga: istnieje również konwencja dotycząca ładowania urządzeń. Tego rodzaju porty pozwalają na prądy do 1,5 A (również przy użyciu 5 V). Jednak port USB jest przystosowany do wytrzymywania prądu do 5 A - więc niektórzy producenci mogą przekroczyć specyfikację i zaoferować wyższy maksymalny prąd.

Na rynku dostępne są zasilacze USB z wyraźnym oznaczeniem „adapter 10 W”. Ponieważ USB wynosi 5 V, wynik 10 W daje 2 A = 2000 mA. Efektem netto jest to, że urządzenia podłączone do tego adaptera ładują akumulator 4 razy szybciej niż za pomocą „normalnego” portu USB 500 mA.

Korzystałem z bezpłatnej aplikacji „Battery Doctor”, aby ustalić, ile prądu oferuje port ładowania USB. Używam słowa oferowanie celowo, ponieważ każde urządzenie ma maksymalną wartość natężenia prądu, którą przyjmie niezależnie od tego, co jest oferowane.

Przekonałem się, że mój port 3.0 w moim laptopie HP zazdrości, który ma błyskawicę obok, oferuje 1,5 ampera (1500 mA), podczas gdy 2.0 USB oferuje tylko 0,5 ampera (500 mA).

Chociaż na niektórych forach stwierdzono, że aplikacja nie jest w stanie określić ilości wzmacniaczy oferowanych w urządzeniu, aplikacja Battery Doctor wyraźnie określa wzmacniacze oferowane dokładnie i natychmiast na moim iPadzie (chociaż może wyświetlać się tylko do maksymalnej dozwolonej przez urządzenie - nie próbowałem tego). Testowałem aplikację przy użyciu ładowarki ściennej o mocy 1,8 A i banku mocy o mocy 2,1 A i oba są oznaczone jako takie na ładowarce. Odczyty natężenia są wyświetlane w aplikacji dokładnie i natychmiast.

Moc, która musi być dostarczana przez port USB, jest zdefiniowana w rozdziale 7.2.1 specyfikacji USB 2.0.

Aby rozpocząć, dostarczanie mocy jest zdefiniowane w „jednostkach obciążenia”. Dla USB 2.0 jedna jednostka to 100 mA, a dla USB 3.x jedna jednostka to 150 mA.

Standard USB definiuje dwie klasy portów USB, „porty dużej mocy” i „porty niskiej mocy”

Specyfikacja mówi, strona 171:

„Systemy, które uzyskują zewnętrzną moc roboczą, zarówno prądem przemiennym, jak i stałym, muszą dostarczać co najmniej pięć jednostek obciążenia do każdego portu. Takie porty nazywane są portami dużej mocy”.

Tak więc, jeśli komputer stacjonarny lub laptop jest podłączony do gniazdka sieciowego, każdy port USB MUSI dostarczać prąd 500 lub 900 mA. Zwróć uwagę na język „przynajmniej”. Może być więc więcej, chyba że OPCJONALNA funkcja zabezpieczenia nadprądowego jest obsługiwana sprzętowo. Na przykład zwykły komputer stacjonarny w trybie uśpienia pobiera moc VBUS z szyny + 5VSB zasilacza, która przynajmniej jest w stanie dostarczyć prąd o natężeniu 2 A. Lub więcej, co jest określone w szczególności zasilacza.

Na przykład, jeśli gadżet Raspberry Pi3 pobiera energię z zasilacza prądu zmiennego ze ściennego źródła prądu przemiennego, musi dostarczyć co najmniej 500 mA na każdy (z 4) portów. Niestety nie robi tego i dlatego nie jest zgodny z USB.

Jeśli jednak host USB jest chudym urządzeniem zasilanym bateryjnie (takim jak odtwarzacz MP3 lub smartfon), producent może to zadeklarować jako „host o niskiej mocy”, a port USB może zostać ograniczony pod względem projektowym do dostarczenia 100/150 tylko mA. Limit ten jest bardzo niewygodny dla klientów i rzadko jest egzekwowany.

Jeśli system USB (host lub koncentrator) zostanie zadeklarowany jako normalny host, porty są testowane zgodnie ze specyfikacjami testu USB-IF przy użyciu specjalistycznych testerów portów USB . Tester przykłada obciążenie równe 5 jednostkom i sprawdza, czy spadek napięcia nie przekracza specyfikacji (margines 5% lub 10%), albo przykłada stopniowo rosnące obciążenie i określa, w którym momencie (opcjonalnie) wyłącza się obwód nadprądowy koniec.

W warunkach domowych zdolność portu można sprawdzić, przykładając duży rezystor 10 Ohm (lub 5,5 Ohm, jeśli USB 3.x) do odizolowanego kabla. Lub przy użyciu dedykowanego zmiennego obciążenia znalezionego w e-Bay.

Wymagania dotyczące zasilania z normalnego portu USB nie powinny być mylone z wymaganiami dotyczącymi URZĄDZEŃ USB: Urządzenia USB NIE powinny przyjmować więcej niż jednej jednostki obciążenia, dopóki host nie dokończy wyliczenia urządzenia. Hosty USB muszą śledzić zużycie energii deklarowane przez podłączone urządzenia. Podczas wyliczania host odczytuje obowiązkowe wymagania dotyczące zasilania urządzenia w ramach swojego deskryptora, a jeśli host uważa, że ​​jego możliwości zasilania są maksymalne, może odmówić połączenia.

USB 2.0 = 5 V x 0,5 a (500 mA) = 2,5 W.

USB 3.0 = 5 V x 0,9a (900ma) = 4,5 W.

500ma i 900ma to maksymalny prąd pobierany przez normalny port (patrz inne odpowiedzi na wyjątki).

Ten artykuł na Wikipedii ma ładny wykres mocy USB.