Оборудование USB

Более широкое освещение этой темы см. В разделе USB .

Данная статья содержит информацию о физических аспектах универсальной последовательной шины USB: разъемы, кабели и питание. Первоначальные версии стандарта USB определили разъемы, которые были просты в использовании и которые имели бы приемлемые сроки службы; изменения стандарта добавили меньшие разъемы, полезные для компактных портативных устройств. Более высокоскоростное развитие стандарта USB дало начало другой семье разъемов для того чтобы позволить дополнительные пути данных. Все версии USB определяют свойства кабеля; версия 3.X кабели включают дополнительные пути передачи данных. В стандартную комплектацию USB входит питание периферийных устройств; современные версии стандарта расширяют пределы подачи питания для зарядки аккумулятора и устройств, требующих до 100 Вт. USB был выбран как стандартный поручая формат для много мобильных телефонов, уменьшая пролиферацию собственнических заряжателей.

Соединители

Три размера разъемов USB по умолчанию или стандартный формат предназначен для настольного или портативного оборудования, mini предназначен для мобильного оборудования , и тоньше микро размер, для низкопрофильного мобильного оборудования, такого как мобильные телефоны и планшеты. Существует пять скоростей передачи данных USB: низкая скорость, полная скорость, высокая скорость (от версии 2.0 спецификации), суперскорость (из версии 3.0) и SuperSpeed+ (из версии 3.1). Режимы имеют различные требования к оборудованию и кабелю. USB-устройства имеют некоторый выбор реализованных режимов, а версия USB не является надежной заявкой реализованных режимов. Режимы идентифицируются по их названиям и значкам, а спецификация предполагает, что штепсельные вилки и розетки имеют цветовую маркировку (суперскорость определяется синим цветом).

В отличие от других шин данных (например, Ethernet), USB-соединения направлены; хост-устройство имеет "нисходящие" порты, которые подключаются к "восходящим" портам устройств. Только нисходящие порты обеспечивают питание; эта топология была выбрана, чтобы легко предотвратить электрические перегрузки и поврежденное оборудование. Таким образом, USB-кабели имеют разные концы: A и B, с разными физическими разъемами для каждого. Каждый формат имеет вилку и розетку, определенные для каждого из концов A и B. USB-кабели имеют разъемы, а соответствующие розетки находятся на компьютерах или электронных устройствах. В общей практике, конец а обычно стандартный формат, и сторона Б меняет над стандартом, мини, и микро. Мини и микро форматы также обеспечивают для USB на -- идут с штепсельной вилкой hermaphroditic AB, которая принимает или штепсельную вилку A или B. On-The-Go позволяет USB между пэрами без отбрасывать направленную топологию, выбирая хост во время соединения; он также позволяет одному разъему выполнять двойную работу в приложениях с ограниченным пространством.

Свойства соединителя

Соединители комитет USB определяет поддержку несколько целей USB основных, и отражает уроки выученные от много соединителей компьютерная индустрия использовала. Разъем-розетка, установленный на хосте или устройстве , называется розеткой, а разъем-розетка, подключенная к кабелю, называется вилкой . официальные документы спецификации USB также периодически определяют мужчину термина для того чтобы представить штепсельную вилку, и женщину для того чтобы представить штепсельную розетку.

По дизайну трудно вставить USB-разъем в его розетку неправильно. Спецификация USB требует, что штепсельная вилка и штепсельная розетка кабеля были маркированы поэтому потребитель может узнать правильную ориентацию. разъем USB-C является обратимым. Кабели УСБ и небольшие приборы УСБ держатся на месте сжимая силой от штепсельной розетки, без винтов, зажимов, или пальц-поворотов по мере того как другие соединители используют.

Различные вилки A и B предотвращают случайное подключение двух источников питания. Тем не менее, часть этой направленной топологии теряется с появлением многоцелевых USB-соединений (таких как USB On-The-Go в смартфонах и USB-маршрутизаторах Wi-Fi), для которых требуются кабели A-to-a, B-to-B, а иногда и y/splitter. См. раздел разъемы USB On-The-Go ниже для более подробного краткого описания.

Кабели с штепсельными вилками на обоих концах, которые могут быть действительны если кабель включает, например, прибор перехода USB хозяин-к-хозяин с 2 портами.[3]]

Долговечность

Стандартные разъемы были конструированы для того чтобы быть более робастны чем много прошлых разъемов. Это потому что USB горяч-pluggable, и разъемы были бы использованы более часто, и возможно с меньше внимательности, чем предыдущие разъемы.

Стандартный USB имеет минимальный номинальный срок службы 1,500 циклов вставки и удаления, мини-USB розетка увеличивает это до 5,000 циклов, [4] и новые микро-USB [4] и USB-C розетки предназначены для минимального номинального срока службы 10,000 циклов вставки и удаления. для того чтобы выполнить это, было добавлено запирающее устройство и лист-весна была двинута от jack к штепсельной вилке, так, что наиболее-усиленная часть будет на стороне кабеля соединения. Это изменение было сделано так, что разъем на менее дорогом кабеле будет нести наибольший износ .

В стандартном USB, электрические контакты в разъеме USB защищены смежным пластичным языком, и весь соединяясь агрегат обычно защищен заключая раковиной металла.

Раковина на штепсельной вилке контактирует с штепсельной розеткой перед любым из внутренних штырей. Оболочка обычно заземляется, чтобы рассеять статическое электричество и защитить провода внутри разъема.

Совместимость

Стандарт USB определяет допуски для совместимых разъемов USB, чтобы минимизировать физическую несовместимость в разъемах от различных поставщиков. Спецификация USB также определяет ограничения к размеру соединяясь прибора в области вокруг своей штепсельной вилки, так, что смежные порты не будут прегражены. Совместимые устройства должны либо соответствовать ограничениям по размеру, либо поддерживать соответствующий удлинительный кабель.

Распиновки

См. также: USB 3.0 § Pinouts USB 2.0 использует два провода для питания (шина V и GND) и два для дифференциальных последовательных сигналов данных . Мини и микро разъемы имеют их соединения GND двинутые от Штыря #4 к Штырю #5, пока их штырь #4 служит как штырь ID для НА -- идет идентификации хозяина/клиента.[7]]

USB 3.0 обеспечивает две дополнительные дифференциальные пары (четыре провода, SSTx+, SSTx−, SSRx+ и SSRx−), обеспечивая полнодуплексную передачу данных на суперскорости, что делает его похожим на Serial ATA или однополосный PCI Express .

Порты и разъемы USB часто цвет-закодированы для того чтобы различить их различные функции и версии USB. Эти цвета не являются частью спецификации USB и могут различаться между производителями; например, спецификация USB 3.0 требует соответствующего цветового кодирования, в то время как она рекомендует только синие вставки для стандартных разъемов и разъемов USB 3.0.

Типы соединителей

Типы разъемов USB умножаются по мере продвижения спецификации. Оригинальная спецификация USB подробные стандартные-A и стандартные-B вилки и розетки.Разъемы были разными, так что пользователи не могли подключить один компьютер к другому. Штыри данных в стандартных штепсельных вилках утоплены по сравнению с контактами питания,так что устройство может включить питание перед установкой подключения для передачи данных. Некоторые устройства работают в разных режимах в зависимости от того, установлено ли подключение к данным. Зарядные доки обеспечивают питание и не включают в себя хост-устройство или контакты для передачи данных, что позволяет любому способному USB-устройству заряжать или работать со стандартным USB-кабелем. Зарядные кабели обеспечивают подключение питания, но не передачу данных. В кабеле только для зарядки провода данных закорочены на конце устройства, в противном случае устройство может отклонить зарядное устройство как неподходящее.

Стандартные соединители

• Тип-вилка. Эта штепсельная вилка имеет удлиненное прямоугольное поперечное сечение, вставки в тип-штепсельную вилку на идущем дальше по потоку порте на хозяине или эпицентре деятельности УСБ, и носит и силу и данные. Кабели на USB-устройствах, например клавиатурах или мышах, заканчиваются штекером типа A.

• Штепсельная вилка типа-B: эта штепсельная вилка имеет почти квадратное поперечное сечение с скошенными верхними внешними углами. Как часть съемного кабеля, он вводит в порт вверх по течению на приборе, как принтер. На некоторых устройствах розетка типа B не имеет соединений для передачи данных и используется исключительно для приема питания от вышестоящего устройства. Эта схема с двумя соединителями (a / b) предотвращает случайное создание цикла пользователем.

Максимально допустимое поперечное сечение ботинка overmold (который является частью разъема, используемого для его обработки) составляет 16 на 8 мм (0,63 на 0,31 дюйма) для стандартного типа вилки, а для типа-B-11,5 на 10,5 мм (0,45 на 0,41 дюйма).

Мини-разъемы

Разъемы Mini-USB были введены вместе с USB 2.0 в апреле 2000 года для использования с небольшими устройствами , такими как цифровые камеры , смартфоны и планшетные компьютеры . Разъем Mini-A и разъем розетки Mini-AB устарели с мая 2007 года. разъемы Mini-B по-прежнему поддерживаются, но не являются совместимыми; разъем USB Mini-B был стандартным для передачи данных на ранние смартфоны и КПК. Разъемы Mini-A и Mini-B примерно 3 на 7 мм (0,12 на 0,28 дюйма).

Микро разъемы

Разъемы Micro-USB, которые были анонсированы компанией USB-IF 4 января 2007 года, имеют ширину, аналогичную мини-USB, но примерно половину толщины, что позволяет интегрировать их в более тонкие портативные устройства. Разъем Micro-a 6.85 1.8 mm (0.270 0.071 внутри) с максимальным размером ботинка overmold 11.7 8.5 mm (0.46 0.33 внутри), пока разъем Micro-B 6.85 1.8 mm (0.270 0.071 внутри) с максимальным overmold размером 10.6 8.5 mm (0.42 0.33 внутри).[8]]

Более тонкие разъемы Micro-USB были введены для замены мини-разъемов в устройствах, выпускаемых с мая 2007 года , включая смартфоны , персональные цифровые помощники и камеры.

Конструкция микро-штепсельной вилки расклассифицирована на хотя бы 10.000 циклов соединени-разъединения, который больше чем Миниая конструкция штепсельной вилки. микро-разъем также конструирован для уменьшения механически износа на приборе; вместо легк-к-замените кабель конструирован для того чтобы принести механически износ соединения и разъединения. Универсальная последовательная шина Micro-USB кабели и разъемы спецификация детализирует механические характеристики Micro-a штекеров, Micro-AB розетки (которые принимают как Micro-A и micro-B штекеры), двухсторонний Micro USB и micro-B штекеры и розетки, наряду со стандартным-розетка к микро-штекерному адаптеру.

Стандарт OMTP

Micro-USB был одобрен в качестве стандартного разъема для передачи данных и питания на мобильных устройствах группой операторов сотовых телефонов Open Mobile Terminal Platform (OMTP) в 2007 году.

Micro-USB был принят в качестве" универсального зарядного решения " Международным союзом электросвязи (МСЭ) в октябре 2009 года.

В Европе micro-USB стал определенным общим внешним источником питания (EPS) для использования со смартфонами, продаваемыми в ЕС, 14 крупнейших мировых производителей мобильных телефонов подписали общий меморандум о взаимопонимании (MoU) ЕС. Apple , один из первоначальных подписчиков MoU, делает переходники Micro-USB доступным – как позволено в общем MoU EPS – для своих iPhones оборудованных с разъемом стыковки 30 штырей Apple собственническим или (более поздно) разъемом молнии . согласно CEN , CENELEC и ETSI .

USB 3.X разъемы и обратная совместимость

См. также: разъемы USB 3.0 §

USB 3.0 представил разъемы и розетки Type-A SuperSpeed, а также микроразмерные разъемы и розетки Type-B. SuperSpeed. Разъемы 3.0 обратно совместимы с соответствующими разъемами pre-3.0.

USB 3.x и USB 1.штепсельные вилки и розетки типа А x предназначены для взаимодействия. Для достижения SuperSpeed USB 3.0 (и SuperSpeed+ для USB 3.1 Gen 2), 5 дополнительных контактов добавляются в неиспользуемую область оригинального 4-контактного USB 1.0 дизайн, что делает USB 3.0 Type-A разъемы и розетки обратно совместимы с USB 1.0.

На стороне прибора, доработанная штепсельная вилка Micro-B (Micro-B SuperSpeed) использована для того чтобы поставить еду для 5 дополнительных штырей необходима, что достигла характеристик USB 3.0 (штепсельную вилку USB-C можно также использовать). Штекер USB 3.0 Micro-B эффективно состоит из стандартного USB 2.0 Micro-B кабельного штекера, с дополнительным 5-контактным штекером, "уложенным" сбоку от него. Таким образом, кабели с меньшими 5-контактными разъемами USB 2.0 Micro-B можно подключить к устройствам с 10 контактными разъемами USB 3.0 Micro-B и достичь обратной совместимости.

Кабели USB существуют с различными комбинациями штепсельных вилок на каждом конце кабеля, как показано ниже в матрице кабелей USB .

Разъемы USB On-The-Go

Главная статья: USB на ходу

USB On-The-Go (OTG) представляет концепцию устройства, выполняющего роли ведущего и ведомого. Все настоящие приборы OTG необходимы, что имеют одно, и только одно, разъем USB: штепсельная розетка Micro-AB. (В прошлом, до разработки Micro-USB, на ходу устройства использовали мини-Ab розетки).

Розетка Micro-AB способна принимать как разъемы Micro-a, так и micro-B, подключенные к любым легальным кабелям и адаптерам, как определено в пересмотре 1.01 спецификации Micro-USB.

Для того чтобы включить штепсельные розетки типа-AB для того чтобы различить который конец кабеля заткнут внутри, штепсельные вилки имеют штырь "ID" в дополнение к 4 контактам в разъемах USB стандартн-размера. Этот штырь ИД соединен с ГНД в штепсельных вилках типа-А,и левый неподключенный в штепсельных вилках типа-Б. Как правило, подтягивающий резистор в устройстве используется для обнаружения наличия или отсутствия ID-соединения.

Устройство OTG со вставленным A-plug называется A-device и отвечает за питание интерфейса USB, когда это необходимо, и по умолчанию принимает на себя роль хоста. Устройство OTG со вставленным B-штекером называется B-устройством и по умолчанию принимает на себя роль периферийного устройства. Устройство OTG без вставленного штекера по умолчанию действует как B-устройство. Если приложение на B-устройстве требует роли хоста, то протокол согласования Хоста (HNP) используется для временной передачи роли хоста на B-устройство.

Устройства OTG, подключенные либо к периферийному B-устройству, либо к стандартному/встроенному хосту, имеют свою роль, фиксированную кабелем, поскольку в этих сценариях возможно только одно подключение кабеля.[ цитата необходима]

USB-C

Главная статья: USB-C

Разработанная примерно в то же время, что и спецификация USB 3.1, но отличная от нее, спецификация USB-C 1.0 была завершена в августе 2014 года [26] и определяет новый небольшой реверсивный разъем для USB-устройств.[27] разъем USB-C подключается как к хостам, так и к устройствам, заменяя различные разъемы типа A и Type-B и кабели стандартом, предназначенным для будущего.

В 24-контактный двусторонний разъем обеспечивает четыре энергоблока-первый пар, две дифференциальные пары для USB 2.0 шина данных (правда только одна пара реализуется в USB-кабеля C), четыре пары для высокоскоростных шин данных (только две пары используются в USB 3.1 режим), два "боковых использовать" булавки, всоед +5 В питания для активных кабелей, а также подключение контактов на провод определения ориентации и выделенного бифазные кодовое обозначение (БМК) данные о конфигурации канала. адаптеры типа A и типа B и кабели необходимы для старых устройств для подключения к хостам USB-C. Адаптеры и кабели с разъемом USB-C не допускаются.

Полнофункциональные кабели USB-C 3.1 - это кабели с электронной маркировкой, которые содержат полный набор проводов и чип с функцией ID на основе канала данных конфигурации и определяемых поставщиком сообщений (VDMs) из спецификации USB Power Delivery 2.0. Приборы USB-C также поддерживают течения Силы 1.5 A и 3.0 A над шиной силы 5 V в дополнение к основанию 900 mA; приборы могут или обсудить увеличенное течение USB через линию конфигурации или они могут поддержать полную спецификацию поставки силы используя и BMC-закодированную линию конфигурации и линию шины наследия bfsk-закодированную V.

Альтернативный режим выделяет некоторые физические провода в кабеле USB-C для прямой передачи данных от устройства к хосту. четыре высокоскоростных полосы движения, два боковых контакта, и—для док—станции, съемного устройства и постоянных кабельных приложений только-два контакта USB 2.0 и один контакт конфигурации могут использоваться для передачи альтернативного режима. Режимы настраиваются с помощью виртуальных машин через канал конфигурации.

Приемники интерфейса хоста и устройства

USB-разъемы подходят для одной розетки с заметными исключениями для поддержки USB On-The-Go " AB " и общей обратной совместимости USB 3.0, как показано на рисунке. Таблица разъема USB сопрягая (изображения не вычислить по маштабу) Нестандартный

• Существующий для специфических собственнических целей, и в большинств случаи не взаимодействующий с оборудованием УСБ-ИФ уступчивым. В дополнение к вышеуказанным сборкам кабеля состоя из 2 штепсельных вилок, кабель "переходника" с штепсельной вилкой Micro-A и стандартом-штепсельная розетка уступчива с спецификациями USB.[8]другие комбинации разъемов не соответствуют требованиям.
• Существуют сборки A-to-a, называемые кабелями (например, кабель Easy Transfer ); однако в середине они имеют пару USB-устройств, что делает их больше, чем просто кабели.
• Не одобрять
• Некоторые старые устройства и кабели с разъемами Mini-a сертифицированы USB-IF. Разъем Mini-a устарел: никакие новые разъемы Mini-A и никакие розетки Mini-a или Mini-AB не будут сертифицированы.
• Примечание: Mini-B не является устаревшим, хотя он все меньше и меньше используется с момента прибытия Micro-B.

Проприетарные соединители и форматы

Производители персональных электронных устройств могут не включать стандартный разъем USB в свой продукт по техническим или маркетинговым причинам. некоторые производители предоставляют проприетарные кабели, которые позволяют их устройствам физически подключаться к стандартному порту USB. Полная функциональность проприетарных портов и кабелей со стандартными портами USB не гарантируется; например, некоторые устройства используют только USB-соединение для зарядки аккумулятора и не реализуют никаких функций передачи данных.

Некоторые изготовители теперь предлагают переходники порта USB магнитные; с 2018 весь продукт собственнические несовместимые конструкции. Магнитные разъемы были разработаны в основном для мобильных телефонов с портами Micro B, USB-C или Apple Lightning. Они предлагают легкость деятельности и также предназначены защитить разъем мобильного устройства от ухудшать под механическим действием соединяться и отключать.

Кабели

Сигналы D± используемые низким, полным, и быстрым ходом снесены над парой (типично unshielded) для уменьшения шума и crosstalk . SuperSpeed использует отдельные передающие и принимающие дифференциальные пары, которые дополнительно требуют экранирования (как правило, экранированная витая пара, но twinax также упоминается в спецификации). Таким образом, для поддержки сверхскоростной передачи данных кабели содержат в два раза больше проводов и, таким образом, имеют больший диаметр.

Стандарт USB 1.1 определяет, что стандартный кабель может иметь максимальную длину 5 метров (16 футов 5 дюймов) с устройствами, работающими на полной скорости (12 Мбит/с), и максимальную длину 3 метра (9 футов 10 дюймов) с устройствами, работающими на низкой скорости (1,5 Мбит/с).[B 2.0 обеспечивает максимальную длину кабеля 5 метров (16 футов 5 дюймов) для устройств, работающих на высокой скорости (480 Мбит/с). Основная причина этого предела - максимально допустимая задержка в оба конца около 1,5 МКС. Если USB-устройство не отвечает на команды хоста USB в течение допустимого времени, хост считает команду потерянной. При добавлении времени отклика USB-устройства задержки от максимального количества концентраторов, добавленных к задержкам от соединительных кабелей, максимально допустимая задержка на кабель составляет 26 НС. спецификация USB 2.0 требует, чтобы задержка кабеля была меньше 5,2 НС/м (1,6 НС/фут), (192 000 км / с) - что близко к максимальной достижимой скорости передачи для стандартного медного провода).

Стандарт USB 3.0 непосредственно не определяет максимальную длину кабеля, требуя только, чтобы все кабели соответствовали электрической спецификации: для медных кабелей с проводами AWG 26 максимальная практическая длина составляет 3 метра (9 футов 10 дюймов).

Мощность

поставляет силу на 5 v ± 5% к приборам USB силы идущим дальше по потоку. Чтобы обеспечить падение напряжения, напряжение на порту концентратора задается в диапазоне 5.00 +0.25 -0.60 V по USB 2.0 и 5.00 +0.25 -0.55 V по USB 3.0. Конфигурация устройств и маломощные функции должны работать до 4.40 в на порту концентратора по USB 2.0, а конфигурация устройств, маломощные и высокомощные функции должны работать до 4.00 в на порту устройства по USB 3.0.

Предел к притяжке силы прибора заявлен по отоношению к единичной нагрузке , которая 100 mA или 150 mA для приборов SuperSpeed. Маломощные устройства могут потреблять не более 1 единичной нагрузки, и все устройства должны действовать как маломощные устройства, прежде чем они будут настроены. Мощные устройства потребляют не более 5 единичных нагрузок (900 мА) или 6 единичных нагрузок (1200 мА) для сверхскоростных устройств. Мощное устройство должно быть сконфигурировано и может потреблять только столько энергии, сколько указано в его конфигурации. т. е., максимальная мощность может быть недоступна.

Шинный концентратор-это высокомощное устройство, обеспечивающее маломощные порты. Оно рисует 1 единичную нагрузку для регулятора эпицентра деятельности и 1 единичную нагрузку для каждого из по крайней мере 4 портов. Концентратор может также иметь некоторые несъемные функции вместо портов. Автономный концентратор-это устройство, которое обеспечивает порты высокой мощности. Необязательно, контроллер концентратора может потреблять энергию для своей работы в качестве маломощного устройства, но все высокомощные порты извлекаются из собственной мощности концентратора.

Там, где устройства (например, высокоскоростные дисководы) требуют больше мощности, чем может потреблять мощное устройство, они функционируют беспорядочно, если вообще, от мощности шины одного порта. USB обеспечивает эти устройства автономным питанием. Однако такие устройства могут поставляться с Y-образным кабелем, который имеет два USB-разъема (один для питания и данных, другой только для питания), чтобы получать питание как два устройства. Такой кабель является нестандартным, при этом в спецификации соответствия USB указано, что" использование кабеля "Y" (кабель с двумя A-штекерами) запрещено на любом USB-периферийном устройстве", что означает, что " если USB-периферийное устройство требует больше мощности, чем разрешено спецификацией USB, к которой оно предназначено, то оно должно быть автономным." См. также: USB-концентратор § питание

Зарядка аккумулятора USB

Зарядка аккумулятора USB определяет зарядный порт, который может быть зарядным портом (CDP), с данными или выделенным зарядным портом (DCP) без данных. Выделенные порты зарядки можно найти на адаптерах питания USB для запуска подключенных устройств и аккумуляторов. Зарядные порты на хосте с обоими видами будут помечены. [48]]

Зарядное устройство идентифицирует зарядный порт сигнализацией без данных на D+ и D− терминалах. Выделенный зарядный порт помещает сопротивление, не превышающее 200 Ом через D+ и D− терминалы.[48][49]

Согласно базовой спецификации, любое устройство, подключенное к стандартному нижестоящему порту (SDP), изначально должно быть маломощным устройством с режимом высокой мощности, зависящим от более поздней конфигурации USB хостом. Зарядные порты, однако, может сразу поставить между 0,5 и 1,5 А тока. Зарядный порт не должен применять ограничение тока ниже 0,5 А и не должен отключаться ниже 1,5 А или до падения напряжения до 2 В.

Поскольку эти токи больше, чем в оригинальном стандарте, дополнительное падение напряжения в кабеле уменьшает шумовые поля, вызывая проблемы с высокоскоростной сигнализацией. Спецификация зарядки аккумулятора 1.1 определяет, что зарядные устройства должны динамически ограничивать ток питания шины во время высокоскоростной сигнализации; 1.2 определяет, что зарядные устройства и порты должны быть разработаны, чтобы терпеть более высокую разницу напряжения заземления в высокоскоростной сигнализации.

Редакция 1.2 спецификации была выпущена в 2010 году. Несколько изменений сделаны и пределы увеличены включая позволять 1.5 A на поручая идущих дальше по потоку портах для unconfigured приборов, позволяющ высокоскоростному сообщению пока имеющ течение до 1.5 A, и позволяющ максимальному течению 5 A. также, поддержка извлекается для поручая обнаружения порта через резистивные механизмы.

До того, как была определена спецификация зарядки аккумулятора, не было стандартизированного способа для портативного устройства узнать, сколько тока было доступно. Например, зарядные устройства Apple iPod и iPhone показывают доступный ток по напряжениям на линиях D− и D+. Когда D+ = D− = 2.0 V, прибор может вытянуть до 900 mA. Когда D+ = 2.0 V и D− = 2.8 V, прибор может вытянуть до 1 a течения.[52] когда D+ = 2.8 V и D− = 2.0 V, прибор может вытянуть до 2 A течения.

Адаптеры для зарядки аксессуаров (ACA)

Портативные устройства, имеющие порт USB On-The-Go, могут одновременно заряжать и получать доступ к периферийному устройству USB, но наличие только одного порта (как из-за требований On-The-Go, так и пространства) предотвращает это. Дополнительные зарядные адаптеры (ACA)-это устройства, которые обеспечивают портативную зарядку для подключения на ходу между хостом и периферийным устройством.

ACAs имеет три порта: Порт OTG для портативного устройства, который должен иметь разъем Micro-a на кабеле captive; дополнительный порт, который должен иметь разъем Micro-AB или type-A; и зарядный порт, который должен иметь разъем Micro-B или тип-A или зарядное устройство на кабеле captive. Штырь ID порта OTG не соединен внутри штепсельная вилка как обычно, а к ACA самому, где сигналы вне состояний OTG плавая и земных использованы для обнаружения ACA и сигнализировать положения. Порт зарядки не передает данные, но использует сигналы D± для обнаружения порта зарядки. Вспомогательный порт действует как любой другой порт. Когда соответственно сигнализировано ACA, портативный прибор может поручить от силы шины как если бы был поручая порт присутствующий; все сигналы OTG над силой шины вместо переданы к портативному прибору через сигнал ID. Сила шины также снабжена вспомогательный порт от зарядного порта прозрачно.

Поставка питания USB (USB PD)

См. также: список 60 Вт/120 Вт USB платных ноутбуков В июле 2012 года, к USB-промоутеры группа объявила о завершении питания USB доставки (ПД) спецификация (USB и др Ред. 1), что указывает использованием сертифицированных ПД курсе USB-кабель со стандартным USB Тип-А и тип-Б разъемы для обеспечения большей мощности (более 7,5 Вт) для устройств с большей мощностью спроса. Устройства могут запрашивать более высокие токи и напряжения питания от совместимых хостов – до 2 а при 5 В (при энергопотреблении до 10 Вт) и дополнительно до 3 А или 5 а при 12 В (36 Вт или 60 Вт) или 20 в (60 Вт или 100 Вт). Во всех случаях поддерживаются конфигурации "узел-устройство" и "устройство-узел".

Профили источника USB PD Rev. 1.0

профиль	+5V	+12V	+20V
0	резерв
1	2.0 A, 10 Вт [	Т	Т
2	2.0 A, 10 Вт [	1.5 A, 18 W	Т
3	2.0 A, 10 Вт [	3.0 A, 36 W	Т
4	2.0 A, 10 Вт [	3.0 A, 36 W	3.0 A, 60 ВТ
5	2.0 A, 10 Вт [	5.0 A, 60 W	5.0 A, 100 W

Профиль запуска по умолчанию

Правило питания USB Power Delivery редакция 3.0, версия 1.2

USB PD REV. 2.0 / 3.0 правила питания источника

Мощь	+5V	+9V	+15V	+20V
0.5-15	0.1–3.0	ND	Т	Т
15-27	3.0(15 Вт)	1.67–3.0	Т	Т
27-45	3.0(15 Вт)	3.0(27 Вт)	1.8–3.0	Т
45-60	3.0(15 Вт)	3.0(27 Вт)	3.0(45 Вт)	2.25–3.0
60-100	3.0(15 Вт)	3.0(27 Вт)	3.0(45 Вт)	3.0–5.0

Цель состоит в том, чтобы обеспечить равномерную зарядку ноутбуков, планшетов, USB-дисков и аналогичной высокомощной потребительской электроники в качестве естественного расширения существующих европейских и китайских стандартов зарядки мобильных телефонов. Это может также повлиять на способ передачи и использования электроэнергии, используемой для небольших устройств, как в жилых, так и в общественных зданиях.[59] [60] стандарт предназначен для сосуществования с предыдущей спецификацией зарядки аккумулятора USB.[61]]

Первая спецификация электропитания определила 6 фиксированных профилей силы для источников питания. PD-осведомленные приборы снабжают гибкую схему управления силы путем взаимодействовать с источником питания через двухнаправленный канал данных и запрашивать некоторый уровень электропитания, переменный до 5 A и 20 V в зависимости от поддержанного профиля. Протокол конфигурации питания использует канал передачи с кодировкой BFSK 24 МГц на шине V.

Версия 2.0 спецификации поставки силы USB (PD Rev. 2.0 USB) была выпущена как часть сюиты USB 3.1.[55] [62] он охватывает кабель USB-C и разъем с четырьмя парами питания/земли и отдельным каналом конфигурации, в котором теперь размещается канал данных с низкочастотным BMC-кодированием постоянного тока, что уменьшает возможности для радиочастотных помех .[63] протоколы подачи питания были обновлены для облегчения функций USB-C, таких как функция идентификатора кабеля, согласование альтернативного режима, увеличенные токи шины V и аксессуары с питанием от V.

Начиная с версии 2.0 спецификации USB Power Delivery версии 1.2, шесть фиксированных профилей питания для источников питания устарели.[64] правила питания USB PD заменяют профили питания, определяя четыре нормативных уровня напряжения на 5 в, 9 в, 15 В и 20 в. вместо шести фиксированных профилей источники питания могут поддерживать любую максимальную выходную мощность источника от 0,5 Вт до 100 Вт.

Спецификация USB Power Delivery revision 3.0 определяет программируемый протокол питания, который позволяет гранулированный контроль над мощностью шины V в 20 мВ шагов для облегчения постоянного тока или постоянного напряжения зарядки. Версия 3.0 также добавляет расширенные сообщения конфигурации, быстрый обмен ролями и осуждает протокол BFSK.

По состоянию на апрель 2016 , есть контроллеры кремния доступны из нескольких источников, таких как TI и Cypress. блоки питания в комплекте с ноутбуками на базе USB-C от Apple, Google, HP, Dell и Razer поддерживают USB PD. кроме того, аксессуары от сторонних производителей, включая Anker , Belkin, iVoler, и Innergie [74] поддерживают USB PD Rev.2.0 при нескольких напряжениях. Asus делает PD-совместимую адаптерную карту, панель USB 3.1 UPD.

8 января 2018 USB-если объявлено "сертифицированное быстрое зарядное устройство USB", которое будет сертифицировать зарядные устройства, использующие функцию "программируемый источник питания" (PPS) спецификации USB Power Delivery 3.0.

До подачи питания поставщики мобильных телефонов использовали пользовательские протоколы для превышения 7,5 Вт на USB-BCS. Например, Qualcomm Quick Charge 2.0 способен обеспечить 18 Вт при более высоком напряжении, а VOOC обеспечивает 20 Вт при нормальном 5 В. некоторые из этих технологий, такие как Quick Charge 4, в конечном итоге снова становятся совместимыми с USB PD.

Порты сна и зарядки

USB-порты Sleep-and-charge можно использовать для зарядки электронных устройств даже при выключенном компьютере. Обычно при выключении компьютера питание USB-портов отключается, что предотвращает зарядку телефонов и других устройств. USB-порты сна и зарядки остаются включенными даже при выключенном компьютере. На ноутбуках зарядные устройства от USB-порта, когда он не питается от сети переменного тока, быстрее разряжают батарею ноутбука; большинство ноутбуков имеют возможность прекратить зарядку, если их собственный уровень заряда батареи становится слишком низким. Эта функция также была реализована на некоторых док-станциях для ноутбуков, что позволяет заряжать устройство, даже когда нет ноутбука.

USB-порты для сна и зарядки могут быть окрашены по-разному, чем обычные порты, в основном красные или желтые, хотя это не всегда так.

На ноутбуках Dell и Toshiba порт отмечен стандартным символом USB с добавленным значком молнии с правой стороны. Dell называет эту функцию PowerShare , в то время как Toshiba называет ее USB Sleep-and-Charge . На Acer Inc. а ноутбуки Packard Bell, порты USB sleep-and-charge отмечены нестандартным символом (буквами USB поверх рисунка аккумулятора); функция просто называется Power-off USB .

Стандарты зарядки смарфона

В Китае

По состоянию на 14 июня 2007 года все новые мобильные телефоны , подающие заявку на получение лицензии в Китае, должны использовать порт USB в качестве порта питания для зарядки аккумулятора. это был первый стандарт, который использовал соглашение короткого замыкания D+ и D− в зарядном устройстве.

Универсальное зарядное решение OMTP / GSMA

В сентябре 2007 года группа Open Mobile Terminal Platform group (форум операторов и производителей мобильных сетей , таких как Nokia , Samsung , Motorola , Sony Ericsson и LG ) объявила, что ее члены договорились о Micro-USB в качестве будущего общего разъема для мобильных устройств.

В Ассоциации GSM (GSMA в) состоялось 17 февраля 2009 и 22 апреля 2009 года, была одобрена на выставке CTIA – беспроводной Ассоциации, с Международным союзом электросвязи (МСЭ) объявляя 22 октября 2009 года, что она также приняла универсальным зарядным устройством как "единое энергоэффективное зарядное устройство-подходит-всем нового мобильного телефона решение" и добавил: "на основе микро-USB интерфейс, ПСК зарядные устройства также включают 4-звездочный или выше КПД—до трех раз более энергоэффективные, чем без зарядного устройства."

Стандарт питания смартфона ЕС

Главная статья: общее внешнее электропитание

В июне 2009 года многие крупнейшие в мире производители мобильных телефонов подписали меморандум о взаимопонимании (мов), подписанный под эгидой ЕС, в котором было решено сделать большинство мобильных телефонов с поддержкой передачи данных, продаваемых в Европейском Союзе, совместимыми с общим внешним источником питания (common EPS). Общая спецификация EPS EU (EN 62684:2010) ссылается спецификацию батареи USB поручая и подобна к GSMA/OMTP и китайским поручая разрешениям. в январе 2011 года Международная электротехническая комиссия (МЭК) выпустила свою версию общего стандарта EPS (ЕС) под названием IEC 62684:2011.

Нестандартные устройства

Некоторые USB-устройства требуют больше мощности, чем это разрешено спецификациями для одного порта. Это характерно для внешних жестких и оптических дисков, а также для устройств с двигателями или лампами . Такие устройства могут использовать внешний источник питания, который позволен стандартом, или использует кабель USB двойн-входного сигнала, один входной сигнал чего для силы и передачи данных, другое единственно для силы, которая делает прибором нештатный прибор USB. Некоторые USB-порты и внешние концентраторы могут на практике подавать больше энергии на USB-устройства, чем требуется в спецификации, но стандартное устройство может не зависеть от этого.

В дополнение к ограничению общей средней мощности, используемой устройством, спецификация USB ограничивает пусковой ток (т. е. ток, используемый для зарядки развязывающих и фильтрующих конденсаторов ) при первом подключении устройства. В противном случае подключение устройства может вызвать проблемы с внутренним питанием хоста. USB-устройства также необходимы для автоматического входа в режим сверхнизкой мощности при приостановке USB-хоста. Тем не менее, многие интерфейсы хоста USB не отключают питание USB-устройств, когда они приостановлены.

Некоторые нештатные приборы USB используют электропитание 5 V без участвовать в правильной сети USB, которая обсуждает притяжку силы с интерфейсом хозяина. Эти обычно вызваны украшениями USB . примеры включают USB-приведенные в действие света клавиатуры, вентиляторы, охладители кружки и подогреватели, заряжатели батареи, миниатюрные пылесосы , и даже миниатюрные светильники лавы. В большинств случаи, эти детали не содержат никакие цифровые сети, и таким образом стандартн-уступчивые приборы USB. Это может вызвать проблемы с некоторыми компьютерами, например, слишком большой ток и повреждение схемы. До спецификации зарядки аккумулятора USB спецификация USB требовала, чтобы устройства подключались в режиме низкой мощности (максимум 100 мА) и сообщали свои текущие требования к хосту, что затем позволяет устройству переключаться в режим высокой мощности.

Некоторые устройства, при подключении к зарядным портам, потребляют даже больше энергии (10 Вт при 2,1 ампера), чем позволяет спецификация зарядки аккумулятора — iPad является одним из таких устройств; он согласовывает текущую тягу с напряжением контактов данных.[52] для цветных устройств Barnes & Noble Nook также требуется специальное зарядное устройство, работающее на 1,9 ампера.

PoweredUSB

Главная статья: PoweredUSB

PoweredUSB будет собственническим выдвижением добавляет 4 дополнительных Штыря поставляя до 6 A на 5 V, 12 V , или 24 V. оно обыкновенно использован в системах пункта сбывания к периферийным устройствам силы как читатели штрихкода , стержни кредитной карточки, и принтеры.