USB Power Delivery: volt, ampere og watt

USB Power Delivery (PD) er den del af USB-C, der styrer strømmen. Oplader og enhed aftaler en spænding og en strøm, og de to tal ganget sammen giver effekten i watt. Uden en sådan aftale giver en USB-C-port kun grundniveauet på 5 V.

Hvad er USB Power Delivery?

USB-C er et stik. PD er en protokol, der kører oven på stikket. Stikket har to CC-ben (configuration channel), og et af dem bruges til at forhandle strømmen mellem kilden, typisk opladeren, og modtageren, typisk den enhed, der skal oplades. Kanalen afgør også, hvilken vej stikket vender.

Uden PD kan en strømkilde via CC-kanalen blot melde, at den kan levere 1,5 A eller 3 A ved 5 V, altså 7,5 eller 15 W. Med PD kan spændingen hæves i trin, så samme strøm giver langt mere effekt.

PD er en del af USB-standarden siden USB 3.1. Specifikationen er udvidet flere gange: tidlige versioner nåede op på 60 og 100 W, og version 3.1 fra 2021 hævede grænsen til 240 W.

Volt gange ampere giver watt

Effekt i watt er spænding i volt gange strøm i ampere. Tabellen viser de faste spændingstrin i PD og den største strøm, hvert trin kan bruges med.

Ikke alle opladere tilbyder alle trin. En oplader på 30 W kan fx ikke levere 20 V ved 3 A, fordi det ville være 60 W. Hvilke trin en oplader har, står i dens specifikation.

Sådan forhandler oplader og enhed

1. Når forbindelsen er oprettet, starter kilden på 5 V.
2. Kilden melder, hvilke kombinationer af spænding og strøm den kan levere.
3. Enheden vælger den kombination, den har brug for, og beder om den.
4. Kilden skifter til den ønskede spænding og leverer strømmen.

Enheden bestemmer altså, hvor meget den trækker. Opladerens watt er en øvre grænse og ikke en mængde, der presses ind i enheden. Hvad det betyder for spørgsmålet om en „for kraftig“ oplader, står på siden om USB-C-opladere.

Forhandlingen kan gå begge veje. Nogle enheder kan både modtage og levere strøm, og rollerne kan skifte, mens kablet sidder i.

3 A og 5 A: kablet sætter loftet

Kablet er et led, der er let at overse. Reglerne er enkle:

• Alle USB-C-kabler skal kunne klare mindst 3 A. Ved 20 V svarer det til 60 W.
• Over 3 A kræves et kabel med en e-marker, en lille chip i stikket. Alle USB-C-kabler undtagen USB 2.0-kabler til 3 A har en.
• E-markeren fortæller opladeren og enheden, hvilken strøm og hastighed kablet er bygget til.
• Er kablet ikke bygget til 5 A, holder opladningen sig til 3 A og dermed højst 60 W.

På emballagen står det ofte som „60W“, „100W“ eller „240W“. De tre betegnelser svarer til 20 V × 3 A, 20 V × 5 A og 48 V × 5 A. Læs mere om mærkning, længde og forskellen på kabeltyper under USB-C-kabler. Kablet kan i øvrigt godt være langsomt til data, men stadig klare 60 W. Datahastigheden er en anden skala, som forklares på siden om USB 2.0, USB 3.x og USB4.

EPR: op til 240 W

EPR (Extended Power Range) kom med version 3.1 af PD. Den tilføjer tre højere spændinger, 28, 36 og 48 V. Ved 48 V og 5 A når man 240 W.

For at bruge EPR skal tre led passe sammen:

• en oplader, der understøtter EPR
• en enhed, der understøtter EPR
• et kabel, der er bygget og mærket til EPR, typisk „240W“

Er et af leddene ikke EPR-klar, falder opladningen typisk tilbage til det almindelige område op til 100 W.

PPS: justerbar spænding

PPS (Programmable Power Supply) kom med version 3.0 af PD. I stedet for faste trin kan enheden bede om en spænding mellem 3,3 og 21 V i små trin på 20 mV og justere strømmen i trin på 50 mA. Det giver mulighed for at styre opladningen mere præcist, og det kan begrænse varmen i både oplader og enhed.

PD 3.1 har en tilsvarende justerbar funktion til de højere spændinger, kaldet AVS. PPS og AVS er ikke det samme og ikke kompatible med hinanden. Om en oplader understøtter PPS, fremgår af dens specifikation eller mærkning.

Hvad betyder det i praksis?

• Det laveste led afgør. Oplader, kabel og enhed skal alle kunne klare den effekt, der forhandles.
• Sammenlign watt på opladeren med enhedens behov, før du regner med en bestemt opladehastighed.
• Se efter en kabelmærkning, der passer til målet: op til 60 W kræver et almindeligt USB-C-kabel, op til 100 W et kabel bygget til 5 A, og op til 240 W et EPR-kabel. Kabelvælgeren på forsiden samler kravene ud fra strøm, hastighed og skærm.
• EU’s regler om fælles opladning kræver, at visse produkter, der lader ved mere end 5 V, 3 A eller 15 W, understøtter PD. Det forklares på siden om EU’s fælles oplader.

Stikkets form og ben er beskrevet på siden om USB-C-stikket. Hvordan Thunderbolt hænger sammen med USB-C og strømmen, kan du læse under Thunderbolt og USB-C.