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PD3.1 - Die neue Ära der Macht ist da

Technical Reviews

Mobile Geräte sind schneller und intelligenter denn je geworden, aber das geht mit einem immer höheren Energiebedarf einher. Um darauf hinzuweisen, dass Anbieter größere Batterien in ihren Geräten verwenden und diese Batterien mehr Strom benötigen, um schnell aufgeladen zu werden, und Sie sie wirklich verwenden, ohne an der Wand befestigt zu sein.

Vor einigen Jahren versuchte jeder Anbieter, dieses Problem für sich zu lösen. Das Ergebnis war ein großes Ökosystem aus proprietären Standards und einer komplexen Kompatibilitätsmatrix, die damit einhergeht. Als Antwort auf die wachsende Komplexität entwickelte die USB IF Organisation den USB Power Delivery Standard. Das Ergebnis war eine Fähigkeit, bis zu 100W über den neu entwickelten USB-C-Standardstecker zu liefern.

Während der Standard zu diesem Zeitpunkt eine breite Palette von Spannungen (bis zu 20V) und Stromstärken (bis zu 5A) lieferte, gab es immer noch Hardwareanbieter, die damit unzufrieden waren, da diese Leistungsprofile immer noch begrenzt waren. Beispielsweise waren alle 5-V-, 9-V-, 12-V- und 15-V-Leistungsprofile auf 3A begrenzt, während das Maximum von 5A nur für das 20-V-Leistungsprofil verfügbar war. Viele Hardwareanbieter, die sich für die Verwendung von Niederspannung und hoher Stromstärke zum Schnellladen entschieden haben, konnten diesen offenen Standard nicht nutzen und mussten mit ihrem eigenen fortfahren.

Zu diesem Zeitpunkt wurde das PPS-Protokoll (Programmable Power Supply) eingeführt. Das ermöglichte eine sehr präzise Auswahl von Spannung und Stromstärke - jede Spannung von 3,3V bis 20V mit 0,1-V-Schritten. Das war schließlich der Schritt, der den Standard so bequem machte, dass Anbieter begannen, den offenen Standard gegenüber ihrem eigenen zu übernehmen. Samsung verwendet jetzt PPS zum schnellen Aufladen seiner neuesten Smartphones. Xiaomi hat PPS zusammen mit seinem eigenen ultraschnellen Ladeprotokoll auch als sekundären Standard eingeführt.

Es ist an der Zeit, dass der PD-Standard das tut, wofür er ursprünglich entwickelt wurde. 100W Leistung wurden anfangs sicherlich nicht für das Laden von Smartphones in Betracht gezogen. Natürlich sehen wir, dass einige Anbieter die Grenzen für das Aufladen von Smartphones sogar über 100W hinaus verschieben, aber darum geht es in diesem Artikel nicht.

In den letzten Jahren haben viele Laptop-Anbieter den PD-Standard zum Aufladen übernommen. Das eröffnete den Benutzern von Notebooks eine völlig neue Welt, da sie noch nie einen Laptop als wirklich mobiles System betrachtet hätten. Die meisten Laptops konnten 2-3 Stunden harte Arbeit aushalten, und ich erwähne nicht einmal Spiele oder Videowiedergabe. Nur wenige Geräte würden Sie durch den Tag bringen, wenn Sie einer dieser hart arbeitenden Menschen sind. Der Anschluss an eine Steckdose rechtfertigt nicht wirklich den Besitz eines Laptops. Der Hunger nach mobilen Stromquellen für Notebooks war groß und genau hier glänzt das USB-C-Laden mit PD-Protokoll. Eine große Auswahl an mobilem Zubehör wie Autoladegeräten, Wandladegeräten oder kleinen und kompakten Reiseladegeräten kam heraus. Ein großer Schritt für die mobil arbeitenden Benutzer, die nicht zu Hause bleiben und keine Kompromisse bei der Leistung eingehen wollten.

Für einen Moment könnte man meinen, dass alle glücklich sind und die Welt perfekt geworden ist. Es gab jedoch immer noch Einschränkungen, die den Benutzern Schwierigkeiten bereiteten. 100W waren sicherlich nicht genug für einige leistungsstärkere Laptops. Beispiele wie Razer Blade 15 waren mit USB-C ausgestattet und Sie würden erwarten, dass sie mit dem neuesten Standard aufgeladen werden. Die Anbieter dieser Geräte entschieden sich jedoch, das Aufladen über USB-C zu deaktivieren, da die Leistung bei weitem nicht ausreichte, um die CPU und die Grafikkarte mit Strom zu versorgen und den Akku aufzuladen. Sie wollten einfach nicht, dass ihre Kunden Kompromisse bei der Leistung eingehen, weil sie an eine niedrigere Stromquelle angeschlossen sind. Das offensichtliche Problem war also, dass der neue und bequeme Standard nicht in der Lage war, die Bedürfnisse genau der anspruchsvollsten Benutzer zu erfüllen.

Es hat eine Weile gedauert, aber wir haben endlich die neue Version des USB Power Delivery-Standards PD3.1 erhalten, die das Problem der maximalen Leistungsbegrenzung angeht. Es ermöglicht die Bereitstellung von bis zu 240W Leistung. Interessant war, dass dies nicht durch eine weitere Erhöhung des Stroms erreicht wird, sondern durch eine Erhöhung der Spannung über 20V hinaus. Die maximale Ausgangsleistung mit PD3.1 wird mit 48V bei 5A erreicht. Einerseits bleiben die benötigten Kabel so dünn und flexibel, wie wir es mögen. Eine Erhöhung der Stromstärke würde dicke und unbequeme Kabel bedeuten, was viele Probleme mit sich bringt. Allerdings ist die höhere Spannung sicherlich etwas zu bedenken. Dies erfordert Zubehör mit einer viel robusteren Isolierung. Höhere Spannungen bergen höhere Risiken für Kurzschlüsse und Ausfälle, sind aber auch gefährlicher für Menschen. Die Übertragung all dieser Energie über ein USB-C-Kabel wird sicherlich die Messlatte für Zubehörhersteller höher legen. Das Kabel, das bis zu 240W liefern würde, heißt EPR-Kabel. EPR steht für Extended Power Range und gibt an, dass das Kabel bis zu 50V bei 5A verarbeiten kann.

Hier ist eine kleine Tabelle, die einen Vergleich zwischen den Standards PD3.0 und PD3.1 zeigt.

 

PD3.0

PD3.1

Maximale Kraft

100W

240W

Maximale Spannung

5A

5A

Liste der unterstützten Energieprofile

5V/3A

5V/3A

9V/3A

9V/3A

12V/3A

12V/3A

15V/3A

15V/3A

20V/5A

20V/5A

 

28V/5A

 

36V/5A

 

48V/5A

Erforderliches Kabel

5A/100W e-marker Kabel

EPR e-marker Kabel

 

Wir freuen uns auf jeden Fall, das neue PD3.1-Zubehör auf dem Markt zu sehen. Noch wichtiger ist jedoch, dass wir hoffen, dass viele der Notebook-Anbieter den neuen Standard übernehmen werden, damit die leistungsstärksten mobilen Workstations die Leistung erhalten, die sie verdienen.