¿Qué es la tecnología USB Power Delivery (PD)? Una explicación de USB-PD y sus tipos.

USB Power Delivery (PD) es una tecnología que permite que un dispositivo se comunique con el cargador y el cable para determinar sus necesidades de energía, garantizando una carga segura, rápida y eficiente. La principal diferencia radica en que ofrece una mayor capacidad de transferencia de energía en comparación con los métodos de carga USB tradicionales. Además, USB-PD puede integrarse técnicamente en cualquier puerto USB-C si el fabricante así lo decide.

Ni siquiera los estándares de carga propietarios de compañías como OnePlus , Xiaomi y Apple pueden competir con la versatilidad de USB-PD. Sin embargo, existen diferentes niveles de USB-PD, y no todos los dispositivos compatibles admiten el mismo tipo de suministro de energía. Así que, analicemos en detalle cómo funciona USB-PD.

¿Cómo funciona USB PD?

Si tienes un smartphone nuevo, probablemente hayas notado que se carga mucho más rápido que los modelos anteriores. Esto probablemente se deba al USB-PD y a su capacidad para configurar su propia salida de voltaje, a diferencia de los protocolos antiguos.

Quizás ya conozcas USB , el protocolo de comunicación más común, pero en lo que respecta a la alimentación, la carga de baterías USB , que precedió a USB-PD, se quedó atrás con respecto a otros estándares. Con el tiempo, también necesitamos una forma de cargar nuestros dispositivos más rápido, de forma más segura y eficiente. Ahí es donde entró en juego USB Power Delivery.

Para comprender este concepto, primero necesitas saber qué es la energía.

En términos sencillos, la potencia es igual a la corriente multiplicada por la tensión suministrada (P=IV) . Por lo tanto, con la potencia dependiente (PD), los valores de corriente y tensión se ajustan para proporcionar la cantidad requerida. Esta cantidad requerida se determina negociando el suministro de energía entre el cargador y el dispositivo.

El cargador comienza enviando una señal de baja potencia al dispositivo. Este responde recibiendo energía a su máxima capacidad. A continuación, ajusta el voltaje y la corriente de salida según las necesidades del dispositivo.

Esto se hace para garantizar que el proceso de envío continúe de forma segura y evitar problemas de compatibilidad.

Como estimación aproximada, es probable que tu teléfono se cargue a al menos 15 W si admite algún tipo de tecnología de carga rápida. Por otro lado, la carga de batería USB admite una salida máxima de 5 V y 0.9 A , lo que equivale aproximadamente a 4.5 W de potencia.

Esta es también la razón por la que el USB Tipo-C se usa con más frecuencia que el Tipo-A o el Micro USB, ya que puede alcanzar los 3 amperios a 5 voltios , o bien, 1.5 amperios al mismo voltaje. ¡Y con PD, tu dispositivo (si es compatible) puede alcanzar hasta 240 vatios!

El papel del USB Tipo-C en USB PD

A menudo se confunden o se usan indistintamente los términos USB PD y USB Tipo-C, pero en realidad son dos tecnologías diferentes. USB PD es un protocolo que permite a los dispositivos negociar la cantidad de energía que necesitan, mientras que USB Tipo-C es simplemente un estándar de conector que facilita la comunicación USB PD.

Por lo tanto, si bien USB PD utiliza un puerto USB Tipo-C, no todos los conectores USB Tipo-C son compatibles con USB PD . Esto significa que, si desea aprovechar la velocidad de carga rápida que ofrece USB PD, deberá asegurarse de que tanto su dispositivo como su cargador sean compatibles con USB PD.

Por otro lado, el USB Tipo-C tiene capacidad de carga inversa , lo que significa que puede enviar señales en ambas direcciones. Esto lo hace más práctico, ya que puedes usarlo para alimentar tu SSD portátil a través de tu teléfono, o incluso cargar tu teléfono conectándolo a otro. Sin embargo, existen algunas limitaciones, como que los fabricantes restrinjan ciertas funciones de USB-PD, por lo que tu experiencia puede variar.

Tipos de USB PD

Como estándar, el USB-PD ha evolucionado rápidamente para permitir una carga rápida y eficiente de dispositivos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que no todos los dispositivos implementan el PD de la misma manera, de ahí las numerosas revisiones realizadas a lo largo de los años.

USB PD 1.0 supuso un antes y un después, ya que era capaz de suministrar hasta 100 W (20 V a 5 A) de potencia , un salto significativo en comparación con las especificaciones de alimentación USB tradicionales. El nivel de potencia se determinaba mediante un proceso de negociación entre el dispositivo y el cargador, en lugar de estar vinculado a valores fijos de voltaje y corriente como ocurría anteriormente.

Las mejoras en USB PD 2.0 y 3.0 se centraron principalmente en las funciones de administración de energía. Proporcionaban información más detallada sobre el dispositivo que se estaba cargando, como por ejemplo, si la temperatura de la batería era demasiado alta o si el voltaje o la corriente superaban los niveles esperados. Estas mejoras aumentaron significativamente tanto la seguridad como la eficiencia de la carga.

Sin embargo, la efectividad de estas revisiones depende de la compatibilidad de su dispositivo y cargador. Si bien es cierto que todos los beneficios de una revisión PD en particular solo se pueden aprovechar si tanto el dispositivo como el cargador son compatibles con esa revisión, USB PD está diseñado teniendo en cuenta la retrocompatibilidad.

Esto significa que un dispositivo compatible con PD 3.0, por ejemplo, aún puede cargarse usando un cargador PD 2.0 o 1.0, aunque sin las funciones de administración de energía adicionales que se introdujeron en revisiones posteriores.

Fuente de alimentación programable USB (USB PPS)

¿Recuerdas que hablamos de que USB PD utiliza un conjunto de niveles de voltaje definidos? Tradicionalmente, estos niveles han sido 5V , 9V , 15V y 20V , lo que contribuye a las velocidades de carga comunes que se ven en dispositivos como 18W o 30W . Pero, ¿qué pasa si la velocidad de carga óptima para tu dispositivo está entre estos niveles, por ejemplo, 44W?

Anteriormente, con USB PD 2.0, la carga se limitaba a niveles de voltaje fijos, lo que significaba que un dispositivo de 44 W solo se cargaba a una velocidad menor. Sin embargo, con la introducción de la Fuente de Alimentación Programable (PPS) en USB PD 3.0, esta situación ha cambiado drásticamente. La PPS permite un control preciso del voltaje y la corriente, posibilitando ajustes en incrementos de 20 mV y 50 mA , respectivamente. Este control preciso significa que el cargador puede admitir prácticamente cualquier velocidad de carga dentro de las capacidades del dispositivo.

La adopción generalizada de USB PD con PPS puede simplificar enormemente nuestras soluciones de carga. El objetivo principal de USB PD es mejorar la eficiencia de carga y reducir los residuos electrónicos. Al aprovechar PPS, un solo cargador puede alimentar una variedad de dispositivos a su máxima capacidad, minimizando la necesidad de varios cargadores específicos para cada dispositivo.

Beneficios de la USB PD

Entonces, ¿qué hace que USB PD sea una opción tan superior a cualquiera de los otros estándares?

1. Niveles de energía más altos: USB-PD puede proporcionar hasta 240 Watt Desde el punto de vista energético, permite la carga eficiente de dispositivos de alto consumo, como ordenadores portátiles y consolas de juegos.
2. Ajuste de potencia flexible con PPS: La función de fuente de alimentación programable (PPS) permite alimentar el dispositivo Solicitud de una tensión intermedia que va desde los 15 voltios hasta la tensión constante máxima disponible Desde el cargador. Esta flexibilidad garantiza que el dispositivo reciba el voltaje adecuado para una carga eficiente, a la vez que aumenta la velocidad de carga y reduce la generación de calor.
3. Introducción de nuevos voltajes eléctricos en USB PD 3.0: USB PD 3.0 agrega nuevos voltajes estables como 28 voltios، 36 voltios, و48 voltiosLo que proporciona hasta 140 Watt، 180 Watt, و240 Watt De energía, respectivamente. Si bien estos niveles no se aplican a dispositivos móviles, sí cubren las necesidades de dispositivos con alto consumo energético.
4. Flujo de energía bidireccional: USB PD admite flujo de energía bidireccional, lo que significa que los dispositivos pueden tanto recibir como suministrar energía. Esta capacidad permite, por ejemplo, que una laptop cargue un smartphone mediante un cable USB Tipo-C desde el mismo puerto desde el que se carga.
5. Gestión inteligente de la energía: USB PD permite que cada dispositivo consuma solo la energía que necesita, lo que mejora la utilización de la energía y evita posibles daños al dispositivo.
6. Amplia gama de aplicaciones: El USB PD no se limita a dispositivos de alta potencia. También es compatible con dispositivos de bajo consumo, como auriculares. Su principal ventaja es su aplicabilidad universal, que elimina la necesidad de cargadores separados para cada dispositivo, siempre que sea compatible con USB PD. Esto tiene un impacto positivo en El medio ambiente Reduce tu huella de carbono.

¿Por qué las empresas han dejado de buscar tecnologías de carga ultrarrápida?

Las compañías telefónicas están constantemente superando los límites de velocidad de carga de sus dispositivos. Parece que cada dos semanas sale al mercado un nuevo teléfono que promete cargarse completamente en tan solo unos minutos.

Xiaomi lidera esta tendencia, ofreciendo velocidades de carga de 67 W y 120 W en sus dispositivos. Oppo, por su parte, va aún más allá con capacidades de carga que superan los 200 W. Si bien estas altas velocidades pueden parecer ventajosas en términos de eficiencia, existe una sutil compensación entre la duración de la batería y la velocidad de carga.

Las investigaciones y la experiencia práctica han demostrado que cargar a velocidades extremadamente altas puede acelerar la degradación de la batería con el tiempo. Por ello, muchas empresas han optado por una velocidad de carga intermedia de alrededor de 50 W. Esta velocidad es lo suficientemente rápida como para alimentar un dispositivo durante todo el día, pero también lo suficientemente lenta como para minimizar el daño a largo plazo de la batería.

Por ejemplo, el nuevo Nothing Phone (2) cuenta con carga rápida de 45 W , al igual que el Samsung Galaxy S23 Ultra . Por otro lado, la última serie iPhone 14 Pro puede alcanzar los 35 W , pero Apple nunca se ha caracterizado por ir más allá de los límites en este ámbito.

Velocidades de carga similares

¿Te has preguntado alguna vez, como mencionamos anteriormente, por qué la velocidad de carga de la mayoría de los smartphones parece seguir incrementos específicos, como 15 W , 18 W , 30 W o 45 W , en lugar de valores que varían aleatoriamente como 17 W o 19 W ? Este patrón se debe principalmente al protocolo USB Power Delivery (USB PD), que opera a niveles de potencia específicos y se caracteriza por tener ciertos voltajes y corrientes fijos.

Sin embargo, tenga en cuenta que la velocidad de carga real que se puede lograr está limitada por los niveles de potencia específicos admitidos tanto por su dispositivo como por su cargador.

impacto medioambiental

Actualmente, se utilizan docenas de estándares de carga USB diferentes, cada uno con su propio conector y protocolo de suministro de energía. Esta fragmentación dificulta que los consumidores los utilicen con distintos dispositivos (por ejemplo, tu cargador Samsung Super Fast Charge no funcionará con un teléfono compatible con Super VOOC de Oppo ), y además genera una gran cantidad de residuos electrónicos. Basta con echar un vistazo a las diferencias a continuación:

Ahora, imagina que pudieras hacer todo esto usando un solo cargador PD . Después de todo, es capaz de proporcionar todos los aumentos de potencia que se enumeran en la tabla.

USB PD también es compatible con versiones anteriores de USB , por lo que puedes usarlo con dispositivos que no lo admiten explícitamente. Piensa en la cantidad de recursos, residuos electrónicos y dinero que podrías ahorrar si tuvieras un solo cargador para todo.

Lamentablemente, las empresas no están dispuestas a renunciar a sus beneficios tan fácilmente . Incluso Apple, la empresa más grande del mundo, eliminó el cargador de la caja del iPhone hace años, alegando que así apoyaba la sostenibilidad ambiental.

Sin embargo, los rumores sugieren que el iPhone 15 , que utilizará USB Tipo C , solo funcionará con cargadores MFi (Made for iPhone) certificados por Apple. Esto generaría un exceso de residuos electrónicos y pondría de manifiesto las desventajas de este tipo de ingeniosas estrategias de marketing.

El USB PD está siendo adoptado de forma lenta pero constante por un mayor número de fabricantes. Esperamos que esta tendencia continúe y que el USB PD se convierta en el estándar de la industria en los próximos años.

Preguntas frecuentes sobre USB PD

¿Es seguro el USB Power Delivery?

Sí, la entrega de energía por USB es segura. El estándar USB PD incluye varias funciones de seguridad para proteger a los dispositivos y a los usuarios. El cargador y el dispositivo negocian la cantidad de energía que se entregará, lo que garantiza que el dispositivo no reciba una carga excesiva.

¿Cómo puedo verificar si mi cargador es compatible con USB PD?

Busca el símbolo "PD" en tu cargador. Si funciona correctamente con tu dispositivo, tanto el dispositivo como el cargador son compatibles con esta función.

¿Es USB PD PPS mejor que USB PD 2.0?

Sí, PPS permite un control de voltaje más preciso. Esto significa que el cargador puede suministrar el voltaje exacto que el dispositivo necesita, lo que puede resultar en una carga más rápida y una menor generación de calor. Además, incluye USB PD 3.0, lo que significa que puede proporcionar más información sobre el dispositivo que se está cargando.