Швидка зарядка і USB Power Delivery: Apple проти сторонніх блоків живлення

1. Як бонус: сторонні кабелі USB-C> Lightning і швидка зарядка
2. висновки

В кінці квітня в статті Швидка зарядка: стандарти, особливості та проблеми сумісності ми вже писали про різноманітність стандартів швидкої зарядки, проблеми сумісності і помилки в реалізації протоколу Power Delivery. З виходом лінійки пристроїв Apple, що підтримують швидку зарядку, ситуація тільки ускладнилася. Першою ластівкою став iPad Pro 12.9, випущений в 2015 році і підтримує швидку зарядку по протоколу USB Power Delivery за умови використання фірмового кабелю USB-C> Lightning. Нове покоління пристроїв, що включає в себе iPad Pro 10.5, iPad Pro 12.9 (2017), а також iPhone 8, 8 Plus і iPhone X, також підтримує швидку зарядку через фірмовий кабель. Підтяглися і сторонні виробники, які заполонили ринок зарядні пристрої та кабелями USB-C> Lightning, які рекламують підтримку даних пристроїв. Але щось пішло не так.

Тестуванню піддалися блоки живлення від Xiaomi (Xiaomi 45W USB-C Power Adapter), адаптери Ugreen 30W Type-C Charger (30Вт), BlitzWolf BW-S10 (30Вт) і Inateck 60 W USB C Power Supply (60 Вт).

Всі ці адаптери (крім Xiaomi, виробник якого не декларує сумісність зі сторонніми пристроями), за твердженнями виробників, підтримують швидку зарядку останніх поколінь пристроїв від Apple.

Тестування проводилося з пристроями Apple iPad Pro 10.5, iPad Pro 12.9 (2017), iPhone X. У всіх випадках використовувався один і той же фірмовий кабель Apple USB-C> Lightning. Як референсного пристрої з обома iPad був випробуваний блок живлення Apple 29W. Результат ми звели в таблицю.

Два з чотирьох блоків живлення (Ugreen і BlitzWolf) виявилися сумісними з усім парком пристроїв Apple, в той час як два інших (Xiaomi і Inateck) реалізували стандарт USB PD з помилками.

Як проявляється помилка з блоками від Xiaomi і Inateck? Якщо підключити шнур Apple в зарядку, а потім порт Lightning - в пристрій, то відбувається наступний процес. В першу чергу заряд починає йти зі швидкістю 5В / 2А, через 2-3 секунди пристрої намагаються домовитися про швидкої зарядки і переключаються на напругу 14.9В, але замість належних 2А струм складає всього 0.06А. Зрозуміло, що 0.06А - це помилка реалізації протоколу, і заряд на такій швидкості буде йти дуже і дуже довго.

Попередній досвід підказує, що подібні помилки часто виявляють себе характерним чином. Якщо підключити той же шнур USB-C> Lightning спочатку стороною Lightning в iPad, а потім стороною USB-C в зарядний пристрій, то заряд відбувається з правильними параметрами 14.9В / 1.95А.

Така робота - типова помилка в реалізації протоколу USB PD з боку виробників зарядних пристроїв. Що саме її викликає, і чому виробникам вдається заряджати потужні ноутбуки, але не виходить домовитися з технікою Apple?

Ймовірно, винуватцем є кабель Apple USB-C> Lightning. Кабель від Apple спроектований хоч і «по стандарту» (а точніше - з буквальним проходженням відповідним стандартам як на стороні роз'єму USB-C, так і на стороні роз'єму Lightning), але по суті - це один великий і дуже брудний хак. Зокрема, у цього кабелю спостерігається нульове споживання в просте (мікросхеми-конвертери активні весь час); через це блок живлення (навіть БП від самих Apple) не може повністю вимкнути силові кола, і завжди споживає енергію від розетки (до речі, за таку реалізацію потрібно бити по руках інженерів, які проектували кабель).

При цьому кабель USB-C> Lightning в просте споживає близько 5В / 0.0хА (скільки при цьому споживає блок живлення, якому не дають відключити силові кола - окремий болюче питання). Коли кабель підключається до iPad, блок живлення уже подає на кабель певний струм з напругою 5В. Далі пристрої (iPad Pro і блок живлення) намагаються домовитися, спілкуючись через мікросхеми кабелю USB-C> Lightning; той запитує підтримку протоколів і параметрів, потім запитує перемикання на напругу 15В. Саме цей запит БП коректно відпрацьовується.

Якщо ж сам кабель ще не инициализирован, і спочатку підключається стороною Lightning в iPad, а потім USB-C в зарядку, збою не відбувається. Так що з одного боку - помилка контролера БП, а з іншого - скажімо так, особливості проектування кабелю-перехідника з USB-C на Lightning. Кабель, з одного боку, не порушує специфікацію, але при цьому не дає заснути блоку живлення, який в результаті весь час споживає енергію з мережі (при підключенні в режимі 24х7 вартість спожитого електрики за рік може перевищити вартість як кабелю, так і блоку живлення) .

Що цікаво, протестований iPhone X зміг домовитися з будь-яким з протестованих зарядних пристроїв.

Як бонус: сторонні кабелі USB-C> Lightning і швидка зарядка

Нам вдалося протестувати два сторонніх кабелю USB-C> Lightning із заявленою підтримкою швидкої зарядки виробництва PZOZ. З будь-яким зарядним пристроєм, включаючи ті, протокол USB Power Delivery в яких реалізований з помилкою, сторонні кабелі заряджали обидва iPad Pro зі швидкістю 5V / 2A. При цьому в iPhone X спрацьовувала швидка зарядка з напругою 9В. Можна зробити висновок, що сторонні кабелі - поки ще напівсира спроба скопіювати пристрій кабелю від Apple. Позитивний ефект сторонніх кабелів в порівнянні з фірмовим рішенням від Apple - нульове споживання енергії в просте (блок живлення зміг «заснути», перейшовши в режим зменшеного споживання енергії).

висновки

Які висновки можна зробити з нашого тестування? По-перше, коректність реалізації протоколу USB Power Delivery у виробників будь-яких блоків живлення - болюче питання. Якщо ви купуєте такий блок живлення, щоб заряджати конкретний пристрій - переконайтеся, що саме з цим пристроєм він сумісний. Довіряти заявам виробників не можна; блок живлення Inateck офіційно обіцяє підтримку цілому списку пристроїв, включаючи "MacBook Pro 13" / 15 ", MacBook 2015/2016, XiaoMi Notebook Air / Pro, DELL XPS 12/13, Google Chromebook Pixel, Lenovo ThinkPad X1 Carbon 2017, HP Spectre X360 , iPhone X / 8/8 Plus, Samsung Chromebook Plus, iPad Pro 10,5 "/ 12,9", Samsung Galaxy S8 / S8 Plus, Nintendo Switch etc. "При цьому фактично, за результатами тестування, на iPad Pro 10, 5 "/ 12,9" з використанням фірмового кабелю замість швидкої зарядки заряд не йде взагалі. Опинившись з таким блоком живлення далеко від дому і залишивши на ньому пристрій на ніч, можна отримати дуже неприємний сюрприз (як ви думаєте, чи траплялося таке з автором статті?)