Jak działa ładowanie przez USB i dlaczego telefony czasami eksplodują

Uniwersalna magistrala szeregowa (USB) stała się jednym z najbardziej wszechobecnych portów, które widzimy na naszych komputerach stacjonarnych, laptopach, smartfonach, tabletach, aparatach i wielu innych urządzeniach. Poza transferem danych jest to także standard ładowania większości gadżetów.

Pozostawiając zastrzeżone porty (oczywiście z wyjątkiem Apple Lightning), USB wyeliminowało potrzebę posiadania różnych ładowarek i zasilaczy z różnymi portami. Oto krótki kurs przyspieszony pokazujący, w jaki sposób USB faktycznie ładuje Twoje urządzenia.

Rodzaje urządzeń USB?

Pomimo swojej nazwy, obecnie istnieją cztery standardy: USB 1.0, 2.0, 3.0 i 3.1. Następnie są złącza USB A, USB B, microUSB, miniUSB i nowy USB C. Bardziej niż interfejs ważne jest zrozumienie standardów. Starsze USB 1.0 i 2.0 mają cztery styki na złączu i cztery żyły wewnątrz kabla. Dwa z pinów służą do przesyłania danych, a dwa pozostałe mogą obsługiwać zasilanie o napięciu do 5 woltów. Z drugiej strony złącze USB 3.0 ma pięć dodatkowych styków, co zasadniczo oznacza, że ​​ma dziewięć przewodów. Każde połączenie USB obejmuje host i urządzenie. Energia elektryczna może przepływać tylko od hosta do urządzenia, ale dane można przesyłać w dowolnym kierunku.

Jeśli chodzi o prąd rzeczywisty, to są trzy porty USB; standardowy port pobierania danych, port pobierania danych ładowania i dedykowany port ładowania. Pierwsze dwa można znaleźć na komputerach stacjonarnych i laptopach, a trzeci rodzaj zwykle znajduje się na ładowarkach. Standardowy port pobierania danych w USB 1.0 i 2.0 może dostarczyć do 500mA lub 0.5A. Jednak USB 3.0 pobiera ten prąd do 900 mA lub 0,9 A. Dodatkowe porty ładowania i dedykowane porty ładowania zapewniają prąd do 1500 mA lub 1,5 A. Najnowszy i najszybszy port USB 3.1 obsługuje przepustowość 10 Gb/s, nazywaną także trybem SuperSpeed+. Obsługuje to również możliwości zasilania 1,5 A i 3 A.

USB-C, który powoli staje się nowym standardem, ma zupełnie inne złącze. Można je podłączyć w dowolny sposób, podobnie jak złącze Lightning firmy Apple, tylko z innym kształtem. Obsługuje dwukrotnie większą wydajność niż USB 3.0, co oznacza, że ​​może również dostarczać więcej energii. Połączenie złącza USB-C ze standardem USB 3.1 czyni go jednym z najszybszych dostępnych interfejsów, dlatego też nowy Thunderbolt 3.0 jest oparty na USB-C i zapewnia przepustowość 40 Gb/s. Należy pamiętać, że USB 3.1 niekoniecznie potrzebuje nowego portu USB-C, można go również zaimplementować na starszych złączach.

USB-C zastępuje obecnie standardowe porty microUSB i tradycyjne porty USB-A w laptopach dzięki dużej prędkości i możliwościom zasilania. Smartfony takie jak OnePlus 3/3T i nowy OnePlus 5 obsługują ładowanie do 4A. Laptopy takie jak MacBook Pro i zeszłoroczny 12-calowy MacBook są zasilane przez USB-C z zasilaczem 45 W. USB-C ma więcej zalet, ponieważ może obsługiwać wiele interfejsów, takich jak VGA, HDMI, Display Port, dźwięk wysokiej jakości i inne.

Interoperacyjność

Dobrą rzeczą jest to, że wszystkie nowe standardy USB są kompatybilne wstecz. Oznacza to, że jeśli użyjesz ładowarki 3A na urządzeniu obsługującym 1A lub 1,5A, będzie ona działać dobrze. Można podłączyć dowolne urządzenie USB do dowolnego kabla USB i do dowolnego portu USB. Ładowanie o wyższej wartości znamionowej faktycznie przyspieszy proces ładowania na urządzeniu obsługującym niską prędkość i nie, nie wybuchnie. Oczywiście proces przyspieszania będzie działać tylko wtedy, gdy masz nowsze urządzenie. Stare urządzenia, które nie są zgodne ze specyfikacją ładowania baterii opublikowaną przez Forum Implementatorów USB w 2007, będą ładowane jedynie prądem 0,5 A.

Wraz z coraz większym wykorzystaniem portów USB 3.1 i USB-C, w przyszłości możemy spodziewać się większej liczby urządzeń z szybkim ładowaniem, zwłaszcza smartfonów.

Czy Twój telefon może eksplodować?

Odpowiedź brzmi: tak i nie. Jestem pewien, że widziałeś doniesienia prasowe o telefonach eksplodujących podczas ładowania. W większości przypadków winowajcą nie jest złącze ani kabel USB. Telefony zwykle eksplodują z powodu wadliwych baterii, jak na przykład niesławny przypadek Samsunga Galaxy Note 7. Istnieje jednak niewielkie ryzyko, że wadliwa ładowarka lub kabel może uszkodzić smartfon.

Główną przyczyną eksplozji telefonu jest znajdujący się w nim akumulator litowo-jonowy. Uszkodzenie zewnętrzne (w przypadku upadku telefonu) prowadzące do wycieków lub uszkodzenie wewnętrzne prowadzące do zwarcia jest potencjalną przyczyną eksplozji. Innym przypadkiem jest ładowanie telefonu. Kiedy ładujesz smartfon, często się on nagrzewa. Dzieje się tak dlatego, że do akumulatora pompowana jest duża ilość energii i duże prędkości. To znowu może prowadzić do wewnętrznego zwarcia w przypadku awarii ogniw wewnętrznych. Dzieje się tak przy bardzo wysokich temperaturach lub gdy akumulator jest uszkodzony. Nawet przeładowanie, gdy akumulator pobiera prąd większy niż dopuszczalny poziom bezpieczeństwa, może prowadzić do przegrzania.

Zasadniczo kabel USB i ładowarka używane do ładowania telefonu muszą spełniać poziomy bezpieczeństwa przepływu prądu. Wszystko powyżej może spowodować, że smartfon spali się na ostro. Dlatego jest to wskazane