Bộ sạc phân phối điện hoạt động như thế nào

Có nhiều cách để sạc điện thoại và thiết bị—và USB PD là một trong những cách phổ biến nhất. Trên thực tế, nhiều điện thoại Android bạn tìm thấy trên kệ hàng sử dụng công nghệ này để sạc nhanh hơn.

Nhưng USB PD là gì? Và nó giúp bạn như thế nào?

USBPD là gì?

Phần USB của USB PD là viết tắt của “Universal Serial Bus.” Nó sẽ quen thuộc với bạn vì đây là cùng một công nghệ cho phép bạn cắm chuột, bàn phím và các thiết bị ngoại vi khác vào máy tính của mình. Tuy nhiên, phần PD là phần mới hơn: nó là viết tắt của “Power Delivery”.

Vì vậy, phân phối điện là gì, và nó làm gì? Mục tiêu của nó là sạc các thiết bị của bạn nhanh hơn USB thông thường. Nó sử dụng định dạng USB-C, mà hầu hết các thiết bị hiện đại hiện đang sử dụng. USB-C là định dạng nhất định trở thành cổng có dây phổ biến, vì vậy nếu muốn biết thêm, bạn nên đọc USB-C là gì.

Bộ sạc USB PD có thể sạc các thiết bị lên đến 240W—đủ để cấp nguồn cho một số thiết bị USB-C hạng nặng. Tất nhiên, bạn không thể bơm 240 watt vào điện thoại nếu nó không hỗ trợ; nó có nhiều khả năng làm hại nhiều hơn là tốt! Đó là lý do tại sao cáp “lắng nghe” nhu cầu công suất của thiết bị và điều chỉnh dòng năng lượng của nó cho phù hợp với nhu cầu đó.

Vì vậy, nếu bạn kết hợp chuẩn USB-C phổ dụng với công suất đầu ra có thể điều chỉnh của USB PD, bạn sẽ có được một tổ hợp cục gạch và cáp có thể sạc nhiều loại thiết bị.

Tại sao USB PD lại quan trọng?

Vì vậy, tại sao chúng ta lại nói cụ thể về USB PD? Rốt cuộc, nếu bạn nhìn vào các tiêu chuẩn sạc nhanh khác nhau, bạn sẽ thấy rất nhiều sự cạnh tranh. USB PD phải cạnh tranh với Quick Charge của Qualcomm, SuperCharge của Huawei và VOOC của Oppo—đó là một vài cái tên.

Loại bỏ các rào cản độc quyền và giảm chất thải

Vấn đề với các tiêu chuẩn sạc khác nhau là chúng thuộc sở hữu độc quyền. Các nhà sản xuất đã phát triển chúng đặc biệt cho sản phẩm của họ và không có gì khác. Ví dụ: bộ sạc Qualcomm Quick Charge (QC) sẽ hoạt động tốt với điện thoại được thiết kế để sử dụng bộ sạc này, nhưng sẽ không hoạt động tốt với thiết bị Huawei sử dụng SuperCharge.

Sự khác biệt này sẽ trở nên lộn xộn khi điện thoại hỗ trợ QC của bạn bị hỏng và bạn thay thế nó bằng một thiết bị khác không hỗ trợ. Bộ sạc Qualcomm của bạn sẽ không sạc lại điện thoại mới của bạn ở tốc độ tối đa, vì vậy, bạn sẽ có một bộ sạc tương thích để thay thế. Và bây giờ bạn không cần bộ sạc Qualcomm, bạn vứt nó đi.

Đây là một vấn đề nghiêm trọng với tất cả các phương pháp sạc độc quyền hiện nay. Khi các công nghệ và thiết bị đến rồi đi, mọi người vứt bỏ các bộ sạc và cáp cũ vẫn hoạt động nhưng không mang lại hiệu suất tối ưu cho các thiết bị hiện tại của họ, làm tăng thêm vấn đề về rác thải điện tử trên toàn cầu.

USB PD nhằm mục đích ngăn chặn điều này thông qua tiêu chuẩn hóa. Bạn có thể sử dụng bộ sạc USB PD để cấp nguồn cho điện thoại của mình một cách nhanh chóng, sau đó sử dụng bộ sạc đó để cấp nguồn cho điện thoại của một thương hiệu khác hoặc thậm chí là thứ gì đó lớn hơn như máy tính xách tay. Không quan trọng thiết bị đó nhỏ hay lớn như thế nào hoặc ai đã tạo ra nó. Với bộ sạc và cáp USB PD, thiết bị của bạn sẽ sạc ở tốc độ tối ưu, 24W hoặc 240W.

Điều đó có nghĩa là bạn ít phải mua bộ sạc mới hơn, đồng nghĩa với việc bạn sẽ không thường xuyên vứt bỏ bộ sạc cũ. Đó cũng là lý do tại sao Liên minh Châu Âu muốn hầu hết tất cả các thiết bị điện tử mới được bán ở các quốc gia thành viên đều có bộ sạc USB-C.

USB PD Cho Phép Sạc Hai Chiều

Trước USB PD, hầu hết các thiết bị đều cần bộ sạc hoặc ngân hàng điện để sạc lại. Điều đó có nghĩa là một thiết bị có thể nhận hoặc phát năng lượng—nhưng không phải cả hai. Nhưng với USB PD, các thiết bị hiện cung cấp tính năng sạc ngược. Điều đó có nghĩa là bạn không cần phải loay hoay với các loại bộ sạc khác nhau và bạn có thể mang các thiết bị USB PD của mình sang các thiết bị được trang bị tương tự khác.

Hãy xem xét điều này: bạn có để tất cả các bộ sạc điện thoại ở nhà nhưng có một máy tính xách tay USB PD với cục sạc không? Bạn có thể sử dụng nó để bổ sung pin cho điện thoại của mình. Bạn quên sạc tai nghe Bluetooth và bạn không có cục sạc? Chỉ cần cắm cáp sạc USB PD vào điện thoại và hộp đựng tai nghe, và, Ta-Da! Nước ép pin bắt đầu chảy.

Pin máy tính xách tay của bạn sắp hết và tất cả những gì bạn có là màn hình USB-C và cáp? Với USB PD, bạn có thể sạc máy tính xách tay của mình trên cùng một cáp USB-C kết nối video của máy tính xách tay với màn hình. Đây là lý do tại sao USB PD rất cần thiết; nó có khả năng gỡ rối thế giới công nghệ sạc nhanh và tạo ra một giải pháp đơn giản, duy nhất cho người tiêu dùng cũng như nhà sản xuất.

USB PD thông qua những ý tưởng hay

Video trên cho thấy nhiều ví dụ về cách USB PD đã phát triển trong những năm qua. Khi các nhà sản xuất bắt đầu thúc đẩy các công nghệ sạc nhanh của riêng họ, mỗi người lại đi một hướng khác nhau. Đầu ra của bộ sạc (W, watt) được đo bằng hiệu điện thế (V, vôn) nhân với cường độ dòng điện (A, ampe).

Các tiêu chuẩn sạc nhanh khác nhau sử dụng các kỹ thuật khác nhau để tăng sản lượng. Ví dụ: Qualcomm đã tăng điện áp để đạt được sản lượng cao hơn (do đó tốc độ sạc nhanh hơn), trong khi BBK Electronics, nhà sản xuất OnePlus, Oppo và Realme) sử dụng các giá trị ampe lớn hơn.

Mỗi con đường đều có ưu và nhược điểm, nhưng điều tốt nhất của cả hai thế giới sẽ là kết hợp các bước tăng dần về dòng điện và điện áp để đạt được nguồn cung cấp năng lượng tối ưu cho từng tình huống. Đó là điều mà nhóm xác định thông số kỹ thuật của USB, USB Consortium, đã làm. Nó bắt đầu với USB PD 1.0, hỗ trợ 5, 12 hoặc 20 vôn ở một, hai, ba hoặc năm ampe.

Vì vậy, nếu bộ sạc có thể xuất ra 25W (5V, 5A), nhưng thiết bị chỉ hỗ trợ 18W (5V, 3,6A), thì nó sẽ chỉ sạc ở mức 15W—5V ở 3A. Tuy nhiên, các bản sửa đổi USB PD tiếp theo đã giới thiệu PPS hoặc Bộ nguồn có thể lập trình. Điều này cho phép thiết bị sạc và người nhận điện trao đổi thông tin về các giá trị điện áp và ampe mà chúng hỗ trợ.

PPS cho phép điều chỉnh công suất đầu ra theo từng bước nhỏ, đôi khi nhỏ bằng 0,1V và 0,02A. Điều này đảm bảo rằng quá trình sạc diễn ra tối ưu, cho phép thiết bị của bạn khởi động nhanh nhất và an toàn nhất có thể. Vì vậy, nếu điện thoại sạc ở mức 30W và cục gạch có công suất tối đa là 50W, thì quá trình sạc diễn ra ở mức 30W.

Nhưng nếu tiện ích của bạn có đầu vào tối đa 60 watt và bạn sử dụng bộ sạc chỉ có thể tạo ra 45 watt, thì quá trình sạc vẫn hoạt động nhưng chỉ ở mức đầu ra tối đa của bộ sạc. Nếu một trong hai báo cáo rằng nó cần giảm tốc độ sạc, chẳng hạn như để tránh quá nhiệt, thì đầu kia sẽ tuân theo.

Ngoài tốc độ sạc được tinh chỉnh, các bản sửa đổi còn tăng công suất tối đa từ 100 lên 240 watt, cho phép các thiết bị có công suất cao, như máy tính xách tay chơi game, sạc bằng tiêu chuẩn USB PD.

Tất cả những phát triển này cho phép nhiều thiết bị điện tử sạc nhanh hơn và nó cũng cho phép thiết bị có yêu cầu năng lượng cao hơn sử dụng USB PD để cấp nguồn. Do đó, bạn không còn cần cục gạch nguồn riêng lẻ cho từng thiết bị của mình nữa. Bạn có thể sử dụng một bộ sạc một cách an toàn để cấp nguồn cho máy tính xách tay, điện thoại, máy đọc sách điện tử, máy tính bảng, v.v.

USB PD đang cất cánh?

Các khả năng mà USB PD mang lại đều rất tốt. Tuy nhiên, nó là một tiêu chuẩn sạc khác trong một biển công nghệ sạc độc quyền. Như XKCD đã nói một cách ngắn gọn, điều gì ngăn USB PD bị thất lạc trong biển bộ sạc?

Rất may, tiêu chuẩn USB PD phần nào được thực thi. Theo Tài liệu tương thích Android [subsection 7.7.1, part C-SR-5]một thiết bị Android phải hoàn toàn tương thích với USB PD nếu nhà sản xuất muốn gửi thiết bị đó cùng với Dịch vụ của Google:

RẤT KHUYẾN NGHỊ hỗ trợ Power Delivery để hoán đổi vai trò nguồn và dữ liệu khi chúng hỗ trợ USB Type-C và chế độ máy chủ USB.

Mặc dù Google chỉ sử dụng Strongly Recommended trong tài liệu của mình, nhưng định nghĩa của nó nghiêm trọng hơn nhiều, theo Internet Engineering Task Force.

SHOULD This word, or the adjective "RECOMMENDED", mean that there may exist valid reasons in particular circumstances to ignore a particular item, but the full implications must be understood and carefully weighed before choosing a different course.

Điều này có nghĩa là một thiết bị Android có thể chọn không tham gia USB PD, nhưng thiết bị đó phải đưa ra lời giải thích hợp lý trước khi phê duyệt. Tuy nhiên, sự phổ biến của các thiết bị Android có nghĩa là tỷ lệ sử dụng USB PD sẽ tiếp tục tăng trên toàn cầu.

Máy tính xách tay là một danh mục khác trong đó USB PD ngày càng trở nên phổ biến hơn. Khi tiêu chuẩn USB PD tăng công suất tối đa từ 100W lên 240W, nhiều máy tính xách tay bắt đầu tích hợp công nghệ này.

Mặc dù vẫn chưa có nhiều máy tính xách tay chơi game tận dụng được giới hạn tối đa của USB PD, nhưng bạn có thể tìm thấy nhiều máy tập trung vào doanh nghiệp và người sáng tạo đã sử dụng nó, bao gồm cả MacBook Air và MacBook Pro 13″. Bạn thậm chí có thể đưa ra quyết định mua hàng dựa trên máy tính xách tay tốt nhất mà bạn có thể sạc bằng sạc dự phòng.

Bạn sử dụng USB PD như thế nào?

Vì vậy, làm thế nào để bạn bắt đầu nếu bạn muốn sử dụng công nghệ này? Để có tốc độ sạc lại USB PD, bạn cần có bộ sạc, cáp USB-C và thiết bị hỗ trợ tiêu chuẩn. Như vậy, bạn phải kiểm tra kỹ xem mọi thứ có thể sử dụng USB PD khi mua sắm hay không.

Kiểm tra hướng dẫn sử dụng và thông số kỹ thuật cho thiết bị của bạn để xem chúng có hỗ trợ USB PD hay không. Bạn nên nghiên cứu khả năng tương thích của thiết bị vì một số sẽ hỗ trợ USB PD nhưng không tương thích với chuẩn USB-C.

Ví dụ: Nintendo Switch sử dụng USB PD và chơi tốt nếu bạn sử dụng đế chính thức hoặc bộ sạc có thương hiệu. Tuy nhiên, Ars Technica đã báo cáo vào năm 2019 rằng Nintendo Switch đã sử dụng 6 volt cho chân kênh cấu hình của nó—thấp hơn 3 volt so với 9 volt tiêu chuẩn được sử dụng trong hầu hết các cổng USB-C. Vì vậy, nếu bạn cắm một đế cắm hoặc cáp thông thường không có bộ điều khiển PD tích hợp, nó sẽ truyền 9 vôn qua chân 6 vôn, làm tắt Switch.

Đối với bộ sạc của bạn, bạn có thể đã sở hữu bộ sạc USB tương thích với PD. Nếu bạn sở hữu một bộ chia cổng USB và thắc mắc các cổng sạc “PD” dùng để làm gì, thì chúng là những cổng duy nhất phù hợp với thông số kỹ thuật của USB PD. Bạn có thể sử dụng các cổng này để sạc các thiết bị USB PD của mình nhanh hơn.

Chúng rất dễ tìm thấy trong các cửa hàng điện tử nếu bạn không sở hữu. Chỉ cần tìm bộ sạc có cổng có nhãn “USB-PD” hoặc chỉ “PD” và sử dụng cổng đó để sạc thiết bị của bạn.

Sạc nhanh USB có an toàn không?

Với tất cả những điều này nói về bộ sạc độc quyền và các mức năng lượng khác nhau, bạn có thể lo lắng về việc kết hợp và kết hợp các loại cáp sạc USB. Nếu bạn vô tình cắm sạc nhanh OnePlus vào điện thoại không nhận, nó sẽ làm hỏng thiết bị điện tử?

Có rất nhiều điều cần xem xét về bộ sạc nhanh. Nếu không muốn gặp bất kỳ rủi ro nào, tốt nhất bạn vẫn nên sử dụng bộ sạc được thiết kế riêng cho thiết bị mà mình sở hữu. Ngoài ra, bạn có thể chọn bộ sạc USB-C an toàn để sử dụng tốt nhất để tránh những sự cố không đáng có.

Tương lai của USB PD là bây giờ

Ban đầu USB PD có vẻ khó hiểu và thậm chí có thể không cần thiết. Tuy nhiên, vì các nhà sản xuất đã áp dụng tiêu chuẩn này trên thiết bị của họ trong vài năm qua, nên chúng ta đang hướng tới một tương lai sạc nhanh qua USB hoạt động trên hầu hết các tiện ích và có thể sạc theo cả hai cách.

Hoặc, thực ra, tương lai đó đã ở đây rồi. Nếu bạn muốn dùng thử USB PD ngay bây giờ, hãy kiểm tra tính tương thích của thiết bị. Bạn có thể có tất cả những gì bạn cần trong tay và thậm chí không biết điều đó.