هر آنچه باید در مورد تکنولوژی شارژ سریع پاور دلیوری یا USB PD بدانیم

راه‌های زیادی برای شارژ سریع گوشی‌های همراه و گجت‌ها وجود دارد و پاور دلیوری یا PD یکی از محبوب‌ترین این روش‌ها است. در حقیقت بسیاری از گوشی‌های اندرویدی که در بازار موجود است، از این فناوری برای شارژ سریع‌تر باتری استفاده می‌کنند. در ادامه این نوشتار از شهر سخت افزار قرار است به این سوال پاسخ دهیم که فناوری شارژ سریع PD چیست و تکنولوژی پاور دلیوری چطور کار می‌کند.

فهرست مطالب این مقاله:

- مقدمه
- پاور دلیوری USBچیست؟
- - تاریخچه مختصری از PD
- - اصول عملکرد USB PD
- - مزایای USB PD
- - تشریح ویژگی‌های نسل به نسل PD
- روش استفاده از پاور دلیوری یا PD
- نکات ایمنی و عیب‌یابی USB PD
- جمع‌بندی
- پاسخ به سوالات پر تکرار

مقدمه

پاور دلیوری (PD) یا فناوری انتقال توان بهینه بر بستر کابل USB یک استاندارد شارژ سریع است که به طور بالقوه برای تمامی تجهیزات USB قابل استفاده است. PD یک راهکار شارژ سریع غیرانحصاری و فراگیر برای تمامی دستگاه‌های پرتابل و تمامی برندها است. سرعت شارژ بیشتر برای تداوم استفاده از تجهیزات پرتابل امروزه به ضرورتی اجتناب ناپذیر تبدیل شده و در این بین PD یکی از کامل‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین راهکارها را در مقابل رقبا توسعه داده است.

پاور دلیوری USB چیست؟ 

پیش از پرداختن به ادامه این بحث باید در ابتدا به معرفی فناوری PD و تاریخچه و اصول و عملکرد آن بپردازیم و از مزایا و معایب آن گفته و نسل به نسل این فناوری را توضیح دهیم. بنابراین با ادامه این مطلب از شهر سخت افزار همراه ما باشید.

تاریخچه مختصری از PD

فناوری PD برای اولین بار در سال ۲۰۱۲ عرضه شد و امکان شارژ دستگاه‌های همراه نظیر گوشی‌های هوشمند، لپ تاپ‌ها، تبلت‌ها، داک‌های شارژو سایر تجهیزات را تنها از طریق یک کابل USB ممکن ساخت و بدین ترتیب دیگر نیازی به آداپتورهای شارژ مجزا نبود. 

نسل‌ها و استانداردهای اول و دوم USB هر کدام محدودیت‌های اتصال و شارژ مخصوص به خود را داشتند. وجود کانکتورهای متنوع و کابل‌هایی با توان انتقال جریان متفاوت، امکان شارژ بهینه و سریع تمامی تجهیزات قابل حمل را میسر نمی‌کرد.

در همین رابطه بخوانید:

- اصول شارژ کردن گوشی و روش های صحیح شارژ باتری موبایل

در این میان نیاز به راه‌حلی فراگیر و جامع برای شارژ بهینه همه تجهیزات مجهز به درگاه شارژ USB صرفنظر از برند و با کمترین امکانات، احساس می‌شد. محدودیت ها با معرفی نسل سوم USB و کانکتور همسانگرد و یونیورسال USB-C به مرور کمتر شد و در این میان PD گامی بلند در راستای نیل به این هدف بود.

اصول عملکرد USB PD

در بازار رقابت زیادی میان استانداردهای مختلف شارژ سریع به چشم می‌خورد. فناوری PD در این آوردگاه، باید به مصاف فناوری‌های نام آشنایی مثل کوییک شارژ کوالکام،  سوپر شارژ هواوی و فناوری VOOC شرکت آپو و نام‌های دیگر از این دست برود. اما PD با قابلیت‌هایی ویژه از رقبا پیشی گرفته است که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

فناوری پاور دلیوری از کانکتور USB-C استفاده می‌کند که در حال حاضر  تبدیل به استاندارد جهانی درگاه‌های USB شده است. در این روش، کانکتور USB-C  با اتصال به پورت مخصوص PD، توان مورد نیاز از سوی دستگاه متصل را تشخیص داده و میزان متناسبی از انرژی الکتریکی را به دستگاه‌های قابل حمل از جمله گوشی‌های هوشمند منتقل می‌کند.

ابتدا اجازه دهید به تعریف فنی اصطلاح توان خروجی بپردازیم،  از نظر فنی توان خروجی یک شارژر بر حسب وات با ضرب کردن ولتاژ ( با واحد ولت یا V) در جریان ( با واحد آمپر یا A)  به دست می‌آید. 

توان (W)= ولتاژ (V) * جریان (I)

فناوری‌های شارژ سریع مختلف راهکارهای متفاوتی را به کار می‌بندند تا میزان توان خروجی آداپتورهای شارژ ساخت خود را افزایش دهند.  برای مثال شرکت کوالکام که سازنده پردازنده‌های نام آشنای گوشی‌های همراه است، برای دستیابی به توان خروجی بالاتر ( و در نتیجه سرعت شارژ بیشتر) راهکار افزایش ولتاژ را مناسب یافته است، این در حالیست که شرکت BBK Electronics (سازنده برندهای وان پلاس، آپو و ریلمی) بر افزایش مقادیر آمپر یا جریان تاکید داشته است.

هر یک از این دو مسیر مزایا و معایبی دارد، اما راهکار مناسب‌تری که PD یافته است، ترکیب گام‌های افزایشی کوچکِ جریان و ولتاژ برای رسیدن به میزان بهینه‌ای از تامین توان در هر سناریوی پیش رو است. در واقع شارژر با قابلیت PD برای تامین توان متناسب، از طریق پورت USB PD موجود و بر بستر کابل مورد تایید، با دستگاه شارژ شونده وارد مذاکره می‌شود.

در همین رابطه بخوانید:

- فناوری شارژ سریع و استانداردهای مختلف فست شارژ (Fast Charge) به زبان ساده

به بیان دقیق‌تر دستگاه شارژشونده درخواست توانی را به شارژر ارسال می‌کند، شارژر نیز در پاسخ میزان توان قابل تحویل را به دستگاه پیشنهاد می‌کند. وجود این تعامل میان شارژر و دستگاه تا جایی ادامه می‌یابد که توافقی میان طرفین درگیر بر سر جریان و ولتاژ بهینه قابل انتقال ایجاد شود.

بدین صورت دستگاه‌ها همیشه در سطحی امن که توسط سازنده برنامه‌ریزی شده است، توان الکتریکی دریافت کرده و شارژ می‌شوند. این همان راهی است که کنسرسیوم USB، یعنی همان نهادی که مشخصه‌ها و ویژگی‌های نسل‌های مختلف USB را تعریف و تبیین می‌کند،  پیموده و توسعه داده است.

مزایای USB PD

 اشکالی که در مورد فناوری‌های شارژ سریع دیگر شرکت‌ها وجود دارد این است که آنها با حقوق مالکیت دست و پنجه نرم می‌کنند و در واقع تکنولوژی‌هایی انحصاری هستند. سازندگان این فناوری‌ها آنها را اختصاصاً برای محصولات خود ارائه کرده و توسعه داده‌اند‌‌ و دیگر محصولات موجود در بازار را پوشش نمی‌دهند.

برای مثال،  شارژری که به فناوری QC یا کوییک شارژ شرکت کوالکام مجهز است،  گوشی همراهی را که از این قابلیت پشتیبانی می‌کند، با سرعت بالایی شارژ  می‌کند، اما نمی‌تواند از پس شارژ یک گوشی هوشمند هواویِ سوپرشارژ (SuperCharge)، به درستی برآید. پس در بازار با ملغمه‌ای از ابزارهای شارژ و روش‌های شارژ گوناگون روبه‌رو هستیم.

در این بین، فناوری PD  در تلاش است تا از طریق استانداردسازی و ایجاد راهکار و معیارهای یکسان از این موانع عبور کند. ‌این استاندارد طوری طراحی شده است که تنها با داشتن یک شارژر مخصوص PD و کابل USB سازگار، می‌توان گوشی هوشمند همراهی از یک برند خاص را که از PD پشتیبانی می‌کند، با سرعت بالا شارژ کرد و در عین حال با همان شارژر می‌توان توان مورد نیاز باتری یک دستگاه بزرگتر مثل یک لپ‌تاپ از یک برند متفاوت اما مجهز به پورت PD را تامین کرد. با این فناوری  اندازه دستگاه قابل حمل و یا اینکه چه کسی آن دستگاه را ساخته بی‌اهمیت می‌شود.

در همین رابطه بخوانید:

- 10 راهکار عملی برای افزایش شارژدهی باتری گوشی های موبایل

اگر شارژر و کابلی با قابلیت USB-PD  داشته باشید، می‌توانید تمامی تجهیزات همراه کوچک و بزرگ خود را (در صورت وجود درگاه PD) با توان مورد نیاز 24 تا ۲۴۰ وات،  با سرعت بالا شارژ کنید. از طرفی  در کنار بهره‌مندی از مزیت شارژ با حداکثر سرعت، امکان انتقال داده بر بستر همان کابل به خوبی مهیا شده است.

فناوری PD با ایجاد معیارهای واحد، صرفنظر از برند و اندازه دستگاه قابل حمل، توان مورد نیاز را تامین کرده، با بیشترین سرعت ممکن آن را شارژ می‌کند . مزیت دیگر این تکنولوژی پشتیبانی از انتقال دو سویه‌ی توان است. در این حالت دو تجهیز قابل حمل با قابلیت PD امکان شارژ یکدیگر را می‌یابند.

تشریح ویژگی‌های نسل به نسل PD

 تاکنون ۴ نسخه مختلف پاور دلیوری یعنی  نسخه‌های ۱، ۲، ۳ و ۳.۱  به بازار فناوری راه یافته است. اولین نسخه که در سال ۲۰۱۲ ارائه شد، محتوای ساده‌ای داشت. این نسخه ۵ پروفایل تامین توان مختلف را در اختیار سازندگان قرار می‌داد تا از آنها در تجهیزات ساخت خود استفاده کنند و هیچ گونه انحرافی از این پروفایل‌ها مجاز شناخته نشده بود. همانطور که در تصویر زیر دیده می‌شود حداکثر توان خروجی قابل ارائه در این پروفایل‌ها در زمان معرفی و عرضه ۱۰۰ وات بود.

با عرضه نسخه دوم PD 2.0  از این فناوری، پروفایل‌های بیشتری برای استفاده در اختیار سازندگان قرار گرفت و این بار محدوده متغیری از جریان بر اساس نیازهای دستگاه امکان به کارگیری یافت. در این نسخه نیز محدودیت توان خروجی ۱۰۰ وات حفظ شد که البته در زمان خود برای بیشتر تجهیزات شارژ شونده از طریق USB  کافی به نظر می‌رسید.

جدول زیر مشخصه‌های نسخه دوم (و البته نسخه سوم) فناوری PD را گردآوری کرده است؛

گستره تامین توان پاور دلیوری	ولتاژ ثابت	محدوده جریان	تجهیزات قابل پشتیبانی
0.5 تا 15 وات	5 ولت	0.1 تا 3.0 آمپر	هدفون ها، اکسسوری های USB کوچک
15 تا 27 وات	9 ولت	1.67 تا 3.0 آمپر	گوشی‌های هوشمند، دوربین‌ها، پهپادها
27 تا 45 وات	15 ولت	1.8 تا 3.0 آمپر	تبلت‌ها، لپ‌تاپ های کوچک
45 تا 100 وات	20 ولت	2.25 تا 3.0 آمپر 3.0 تا 5.0 آمپر	لپ‌تاپ های بزرگ، نمایشگرها

نسخه سوم یا PD 3.0 از پروفایل‌هایی همانند نسخه دوم استفاده می‌کند، اما چند تفاوت کلیدی میان این دو نسخه وجود دارد. اولین تفاوت در درگاه‌های USB سازگار با این فناوری به چشم می‌خورد. نسخه دوم با پورت‌های USB نوع A و C  سازگار است، در حالی که سومین نسخه فقط از پورت‌های نوع C استفاده می‌کند.

از دیگر سو نسخه سوم پاور دلیوری مزایای بیشتری نیز در اختیار توسعه‌دهندگان قرار داده است، چرا که آنها نسبت به نسخه دوم به داده‌های فنی بسیار بیشتری دسترسی دارند. سازندگان اکنون می‌توانند جزئیات بیشتری مثل نرخ شارژ باتری و دمای تجهیز را از طریق کابل‌های PD 3.0 پایش کنند.

سرانجام در سال ۲۰۲۱ نهاد توسعه‌دهندگان USB نسخه ۳.۱ پاور دلیوری را معرفی کرد. آنگونه که در سایت این نهاد آمده است، بازنگری جدید امکان تامین توانی تا 240 وات را بر بستر کابل‌ها و کانکتورهای تایپ C تایید شده فراهم می‌کند. یعنی توان خروجی به یکباره از 100 تا 240 وات ارتقا یافت. در جدول زیر مشخصات این نسخه برای شارژ تجهیزات مختلف گردآوری شده است؛

توان قابل تامین	ولتاژ ثابت	محدوده جریان	تجهیزات قابل پشتیبانی
140 وات	28 ولت	3.57 تا 5.0 آمپر	نمایشگرها و لپ‌تاپ‌های گیمینگ
180 وات	36 ولت	3.89 تا 5.0 آمپر	نمایشگرها و لپ‌تاپ‌های گیمینگ
240 وات	48 ولت	3.75 تا 5.0 آمپر	نمایشگرها و لپ‌تاپ‌های گیمینگ، کامپیوترهای دسکتاپ

روش استفاده از پاور دلیوری یا PD

برای رسیدن به سرعت بهینه شارژ با فناوری USB PD  نیاز به یک شارژر، یک کابل USB نوع  C و دستگاهِ قابل حملی دارید که همگی از این استاندارد پشتیبانی بکند.  بنابراین،  در هنگام خرید باید به دقت بررسی کنید که تمام اقلام در یک زنجیره شارژ بتوانند از این استاندارد بهره برداری بکنند. 

پیش از خرید هر گجت هوشمند قابل حمل، برگه‌های راهنما و مشخصات دستگاه را به خوبی بررسی کنید تا مطمئن شوید از فناوری پاور دلیوری پشتیبانی می‌کنند.  در جدول زیر انواع استانداردهای USB گردآوری شده و استانداردهایی که از PD پشتیبانی می‌کند، همراه با لوگوی مخصوص نمایش داده شده است:

قبل از آنکه برای خرید یک کابل USB PD با نسخه 3.1 به سوی بازار بشتابید، بهتر است بدانید که خیلی از شارژرهای موجود در بازار ظرفیت ارائه‌ی توان خروجی به بزرگی ۲۴۰ وات را ندارند. بنابراین به توان خروجی شارژر و البته نیازهای دستگاه همراه خود توجه کنید. گوشی‌های هوشمند امروزی حتی در حالت شارژ سریع، عموماً توانی بیش از ۱۰۰ وات مطالبه نمی‌کنند.

پس بدین ترتیب داشتن یک شارژر 240 واتی و کابل تایید شده قفل سرعت‌های شارژ بالاتر را بر روی گوشی همراه شما باز نخواهد کرد. چنین کابل و شارژری تنها میزان توانی را که گوشی همراه تقاضا می‌کند،  به آن تحویل می‌دهد. اما برخی نمایشگرهای بزرگ و کامپیوترهای گیمینگ قابل حمل به خوبی از مزایای شارژ 240 واتی استفاده می‌کنند. بار دیگر توجه به این نکته الزامی است که پورت USB با ویژگی PD باید بر روی دستگاه موجود باشد.

در همین رابطه بخوانید:

- آیا شارژ کردن گوشی از شب تا صبح برای باتری ضرر دارد؟

نکات ایمنی و عیب‌یابی USB PD

نکات ایمنی برای استفاده از شارژرهای USB PD

این فناوری معمولا همیشه مقدار دقیق و مشخصی از توان را که دستگاه شما به آن نیاز دارد و ظرفیت پذیرشش را دارد ، تامین می‌کند و پا را از محدوده‌های مجاز فراتر نمی‌گذارد. شارژرهای سازگار با فناوری PD نوع دستگاه شما را اعم از اینکه یک لپ‌تاپ باشد یا یک گوشی هوشمند همراه، بررسی کرده و بر اساس محاسبه‌ و تشخیصی هوشمندانه، توان مورد نیاز جهت شارژ دستگاه با بالاترین بازدهی را در اختیار آن می‌گذارد. این ابزارها هیچگاه توان بیش از حد و یا آسیب رساننده به دستگاه، تحویل درگاه USB نمی‌دهند. بنابراین با ایجاد حرارت کمتر در خلال شارژ، عمر و دوام باتری و کابل افزایش می‌یابد.

در حین استفاده از PD به نکات زیر توجه داشته باشید؛

• حتما از شارژهای اصلی و تایید شده و دارای گواهینامه PD استفاده کنید.
• از شارژرهای معیوب و آسیب دیده که ممکن است امکان تشخیص و تامین توان بهینه دستگاه شما را نداشته باشند، استفاده نکنید.
• از شارژرهای PD در دستگاه‌هایی که با این فناوری سازگار نیستند و پورت تایید شده PD ندارند، استفاده نکنید.
• بهتر است در هنگام استفاده از این فناوری برای دستگاه‌هایی که تقاضای توان بالایی دارند، از کابل‌هایی با کشش جریان الکتریکی بالاتر استفاده کرد تا از خطر داغ شدن و آتش گرفتن کابل جلوگیری شود. 

عیب‌یابی رایج مشکلات شارژ با USB PD

چنانچه با رعایت نکات فوق، اشکالی در روند شارژ PD روی داد، مراحل زیر را اجرا کنید؛

• صحت و سلامت اتصالات و کابل‌ها را بررسی کنید
• تنظیمات دستگاه شارژشونده را بررسی کنید
• از شارژر و دستگاه دیگری برای تست استفاده کنید
• در صورت عدم حل مشکل، به متخصص مراجعه کنید

جمع‌بندی

شارژ سریع تجهیزات قابل حمل و گوشی‌های هوشمند برای تداوم استفاده روزمره، یکی از موضوعات پراهمیت در دنیای فناوری است. PD یا پاوردلیوری راهکاری استاندارد، غیرانحصاری و مستقل از برند برای شارژ دستگاه‌های سازگار، با بیشترین سرعت است. در این راهکار، ترکیب بهینه‌ای از جریان و ولتاژ ضمن مذاکره با دستگاه گیرنده، تحویل آن می‌گردد.

البته استفاده از این فناوری مستلزم پشتیبانی تمام اجزای حلقه‌ی شارژ شامل شارژر، کابل و دستگاه شارژ شونده از PD است. امکان تامین توانی تا 240 وات، امکان شارژ سریع دستگاه‌های پرتابل کوچک و بزرگ، امکان شارژ دوسویه تجهیزات سازگار، تامین توان به صورت ایمن و پایدار و در حد نیاز از جمله مزایای این فناوری است که آن را در بین دیگر فناوری‌های شارژ سریع بی‌رقیب و محبوب کرده است.

پاسخ به سوالات پر تکرار

{4seo_faq_question_start}فناوری پاور دلیوری چگونه کار می‌کند؟{4seo_faq_question_end}

{4seo_faq_answer_start}این فناوری پیشتاز، با ترکیب گام‌های کوچکِ ولتاژ و جریان، بر اساس پروفایل‌های تعریف شده، توان بهینه مورد نیاز دستگاه را تشخیص داده و در اختیار دستگاه هوشمند شما می‌گذارد و امکان شارژ دستگاه قابل حمل را با بالاترین سرعت ممکن، صرفنظر از برند و اندازه‌ی آن فراهم می‌کند.{4seo_faq_answer_end}

{4seo_faq_question_start}تفاوت شارژ سریع PD و QC چیست؟{4seo_faq_question_end}

{4seo_faq_answer_start}QC فناوری شارژ سریع انحصاری شرکت کوالکام است که تنها با شارژرها و دستگاه‌های سازگار با این قابلیت کار می‌کند و اساس کار آن بر افزایش ولتاژ استوار است، در حالیکه PD استانداردی فراگیر و غیرانحصاری برای شارژ تمامی دستگاه‌های هوشمند، صرفنظر از برند و اندازه دستگاه،  با ایجاد ترکیب‌های بهینه‌ای از ولتاژ و جریان است.{4seo_faq_answer_end}

{4seo_faq_question_start}آیا همه دستگاه‌ها از پاور دلیوری پشتیبانی می‌کنند؟{4seo_faq_question_end}

{4seo_faq_answer_start}خیر، دستگاه باید در مشخصه های خود پشتیبانی از فناوری PD را ذکر کرده و مجهز به درگاه یونیورسال USB PD باشد. در غیر اینصورت، قابلیت محاسبه و تحویل توان بهینه به دستگاه هوشمند وجود ندارد. داشتن شارژر و کابلی با پشتیبانی از تکنولوژی USB PD نیز الزامی است.{4seo_faq_answer_end}

{4seo_faq_question_start}چگونه کابل‌ها و شارژهای سازگار با PD را تشخیص دهیم؟{4seo_faq_question_end}

{4seo_faq_answer_start}لوگوی PD یا نشان توان خروجی بالا (مثلا 100 W یا 240 W) روی کانکتور کابل یا بدنه شارژر از برندهای معتبر، تصریح پشتیبانی از PD در برگه‌های راهنما و مشخصه‌های فنی گجت و نیز اطلاع از میزان کارآیی کابل و شارژر با مشاهده‌ی بررسی‌های کاربران پیش از خرید ما را به انتخابی درست رهنمون می‌کند.{4seo_faq_answer_end}