قوة يو اس بي

توفر مواصفات USB 1.x و2.0 مصدر إمداد بقدرة 5 فولت على سلك واحد لتشغيل أجهزة USB المتصلة. تنص المواصفات على ما لا يزيد عن 5.25 فولت ولا يقل عن 4.75 فولت (5 فولت ± 5%) بين خطوط طاقة الناقل الموجبة والسالبة (جهد VBUS). بالنسبة لـ USB 3.0، يبلغ الجهد الكهربي الذي توفره منافذ المحور منخفضة الطاقة 4.45-5.25 فولت.

كابل USB 3.0 على شكل حرف Y؛ باستخدام مثل هذا الكابل، يمكن للجهاز سحب الطاقة من منفذي USB في وقت واحد

يتم تعريف حمل الوحدة على أنه 100 مللي أمبير في USB 2.0، و150 مللي أمبير في USB 3.0. قد يسحب الجهاز ما يصل إلى خمس أحمال وحدات (500 مللي أمبير) كحد أقصى من منفذ في USB 2.0، أو ستة أحمال وحدات (900 مللي أمبير) في USB 3.0. هناك نوعان من الأجهزة: منخفضة الطاقة وعالية الطاقة. يسحب جهاز منخفض الطاقة (مثل USB HID) حمل وحدة واحدة على الأكثر، مع جهد تشغيل أدنى يبلغ 4.4 فولت في USB 2.0، و4 فولت في USB 3.0. يرسم جهاز عالي الطاقة، على الأكثر، الحد الأقصى لعدد وحدات تحميل التصاريح القياسية. يعمل كل جهاز في البداية كطاقة منخفضة (بما في ذلك وظائف الطاقة العالية أثناء مراحل تعداد الطاقة المنخفضة)، ولكنه قد يطلب طاقة عالية، ويحصل عليها إذا كانت متوفرة على الناقل الموفر.

معايير الطاقة USB
تتطلب بعض الأجهزة، مثل محركات الأقراص الخارجية عالية السرعة، أكثر من 500 مللي أمبير من التيار، وبالتالي قد تواجه مشكلات في الطاقة إذا تم تشغيلها من منفذ USB 2.0 واحد فقط: وظيفة غير منتظمة، أو فشل في العمل، أو تحميل زائد/إتلاف المنفذ. قد تأتي هذه الأجهزة مزودة بمصدر طاقة خارجي أو كبل على شكل حرف Y يحتوي على موصلي USB (أحدهما للطاقة والبيانات، والآخر للطاقة فقط) لتوصيله بالكمبيوتر. باستخدام مثل هذا الكابل، يمكن للجهاز سحب الطاقة من منفذي USB في وقت واحد. ومع ذلك، تنص مواصفات توافق USB على أن "استخدام كابل 'Y' (كابل مزود بمقبسين A) محظور على أي جهاز طرفي USB"، مما يعني أن "إذا كان جهاز USB الطرفي يتطلب طاقة أكبر مما تسمح به مواصفات USB التي تم تصميمه لها، فيجب أن يتم تشغيله ذاتيًا."[72]

يقوم المحور الذي يعمل بالحافلة بتهيئة نفسه عند تحميل وحدة واحدة وينتقل إلى الحد الأقصى لأحمال الوحدة بعد اكتمال تكوين المحور. يقوم أي جهاز متصل بلوحة الوصل بسحب حمل وحدة واحدة بغض النظر عن السحب الحالي للأجهزة المتصلة بمنافذ أخرى للوصل (على سبيل المثال، يقوم جهاز واحد متصل بلوحة وصل بأربعة منافذ بسحب حمل وحدة واحدة فقط على الرغم من حقيقة أن المزيد من أحمال الوحدات يتم توفيرها إلى المحور).

يوفر المحور الذي يعمل بالطاقة الذاتية الحد الأقصى من أحمال الوحدات المدعومة لأي جهاز متصل به. بالإضافة إلى ذلك، يوفر VBUS تحميلًا واحدًا لوحدة واحدة للاتصال في حالة إيقاف تشغيل أجزاء من Hub.

منافذ الشحن

تحدد مراجعة مواصفات شحن بطارية USB 1.1 (التي تم إصدارها في عام 2007) أنواعًا جديدة من منافذ USB ومنافذ الشحن . بالمقارنة مع منافذ المصب القياسية ، حيث يمكن للجهاز المحمول أن يسحب تيارًا يزيد عن 100 مللي أمبير فقط بعد التفاوض الرقمي مع المضيف أو المحور، يمكن لمنافذ الشحن توفير تيارات تتراوح بين 500 مللي أمبير و1.5 أمبير دون التفاوض الرقمي. يوفر منفذ الشحن ما يصل إلى 500 مللي أمبير عند 5 فولت، حتى التيار المقدر عند 3.6 فولت أو أكثر، ويخفض جهد الخرج إذا حاول الجهاز المحمول سحب أكثر من التيار المقدر. قد يتم إغلاق منفذ الشاحن إذا كان الحمل مرتفعًا جدًا.

يوجد نوعان من منافذ الشحن: منافذ الشحن النهائية (CDP) ، ودعم عمليات نقل البيانات أيضًا، ومنافذ الشحن المخصصة (DCP) ، دون دعم البيانات. يمكن للجهاز المحمول التعرف على نوع منفذ USB؛ في منفذ شحن مخصص، يتم تقصير دبابيس D+ وD− بمقاومة محددة مسبقًا، بينما توفر منافذ الشحن النهائية منطق اكتشاف إضافي بحيث يمكن تحديد وجودها بواسطة الأجهزة المتصلة.

مع منافذ الشحن النهائية، قد يتداخل التيار الذي يمر عبر السلك الأرضي الرقيق مع إشارات البيانات عالية السرعة؛ لذلك، لا يجوز أن يتجاوز سحب التيار 900 مللي أمبير أثناء نقل البيانات بسرعة عالية. قد يحتوي منفذ الشحن المخصص على تيار مقنن يتراوح بين 500 و1500 مللي أمبير. بالنسبة لجميع منافذ الشحن، يبلغ الحد الأقصى للتيار 5 أمبير، طالما أن الموصل يمكنه التعامل مع التيار (يتم تصنيف موصلات USB 2.0 A القياسية عند 1.5 أمبير).

قبل تحديد مواصفات شحن البطارية، لم تكن هناك طريقة موحدة للجهاز المحمول للاستعلام عن مقدار التيار المتاح. على سبيل المثال، تشير أجهزة شحن iPod وiPhone من Apple إلى التيار المتوفر من خلال الفولتية على الخطين D− وD+. عندما D+ = D− = 2.0 V، قد يسحب الجهاز ما يصل إلى 500 مللي أمبير. عندما يكون D+ = 2.0 V وD− = 2.8 V، قد يسحب الجهاز ما يصل إلى 1 A من التيار. عندما D+ = 2.8 V وD− = 2.0 V، قد يسحب الجهاز ما يصل إلى 2 A من التيار.

يمكن العثور على منافذ شحن مخصصة على محولات طاقة USB التي تحول طاقة المرافق أو مصدر طاقة آخر (على سبيل المثال، النظام الكهربائي للسيارة) لتشغيل الأجهزة المتصلة وحزم البطاريات. على جهاز مضيف (مثل الكمبيوتر المحمول) مزود بمنافذ USB القياسية ومنافذ الشحن، يجب تسمية منافذ الشحن على هذا النحو.

لدعم الشحن المتزامن واتصال البيانات، حتى لو كان منفذ الاتصال لا يدعم شحن جهاز متطلب، تم تقديم ما يسمى بمحولات الشحن الملحقة (ACA) . باستخدام محول شحن ملحق، يمكن توصيل جهاز يوفر منفذ USB واحد بكل من الشاحن وجهاز USB آخر في نفس الوقت.

توضح مراجعة مواصفات شحن بطارية USB 1.2 (التي تم إصدارها في عام 2010) أن هناك حدود أمان للتيار المقنن عند 5 أمبير القادم من USB 2.0. من ناحية أخرى، تم إجراء العديد من التغييرات وزيادة الحدود بما في ذلك السماح بـ 1.5 أمبير على منافذ الشحن النهائية للأجهزة غير المكونة، مما يسمح بالاتصال عالي السرعة مع وجود تيار يصل إلى 1.5 أمبير، والسماح بحد أقصى للتيار يبلغ 5 أمبير. 1.2 يزيل دعم الكشف عن نوع منافذ USB عبر آليات الكشف المقاومة.

منافذ النوم والشحن

يمكن استخدام منافذ USB الخاصة بالسكون والشحن لشحن الأجهزة الإلكترونية حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. عادةً، عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر، يتم إيقاف تشغيل منافذ USB. وهذا يمنع الهواتف والأجهزة الأخرى من الشحن ما لم يتم تشغيل الكمبيوتر. تظل منافذ USB المخصصة للنوم والشحن قيد التشغيل حتى عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. على أجهزة الكمبيوتر المحمولة، يؤدي شحن الأجهزة من منفذ USB عندما لا يتم تشغيلها من التيار المتردد إلى استنزاف بطارية الكمبيوتر المحمول بشكل أسرع؛ تتمتع معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة بإمكانية إيقاف الشحن إذا انخفض مستوى شحن البطارية بشكل كبير. يجب أن تظل أجهزة سطح المكتب موصولة بطاقة التيار المتردد حتى تعمل ميزة Sleep and Charge.

يشير منفذ USB الأصفر إلى وضع السكون والشحن

تم العثور على هذه المنافذ ملونة بشكل مختلف (معظمها باللون الأحمر أو الأصفر). في أجهزة الكمبيوتر المحمولة من Dell، يتم تمييز المنفذ برمز USB القياسي مع إضافة رمز صاعقة على الجانب الأيمن. تطلق شركة Dell على هذه الميزة اسم "PowerShare".

على أجهزة الكمبيوتر المحمولة من شركة Acer Inc. وPackard Bell، يتم تمييز منافذ USB المخصصة للنوم والشحن برمز غير قياسي (الأحرف "USB" فوق رسم البطارية)؛ تسمى هذه الميزة ببساطة "Power-off USB".

معايير شاحن الأجهزة المحمولة

في الصين

اعتبارًا من 14 يونيو 2007، يُطلب من جميع الهواتف المحمولة الجديدة التي تتقدم بطلب للحصول على ترخيص في الصين استخدام منفذ USB كمنفذ طاقة لشحن البطارية. وكان هذا هو المعيار الأول الذي يستخدم اتفاقية تقصير D+ وD-.

حل الشحن العالمي OMTP/GSMA

في سبتمبر 2007، أعلنت مجموعة Open Mobile Terminal Platform (منتدى لمشغلي شبكات الهاتف المحمول والمصنعين مثل Nokia وSamsung وMotorola وSony Ericsson وLG) أن أعضائها قد اتفقوا على micro-USB باعتباره الموصل المشترك المستقبلي للأجهزة المحمولة. .

وحذت جمعية GSM (GSMA) حذوها في 17 فبراير 2009، وفي 22 أبريل 2009، تمت الموافقة على ذلك أيضًا من قبل CTIA - الرابطة اللاسلكية، مع إعلان الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) في 22 أكتوبر 2009 أنه قد احتضن أيضًا المعيار العالمي للاتصالات اللاسلكية. حل الشحن باعتباره "حل الهاتف المحمول الجديد الموفر للطاقة الذي يناسب الجميع"، وأضاف: "استنادًا إلى واجهة Micro-USB، ستتضمن شواحن UCS أيضًا تصنيف كفاءة 4 نجوم أو أعلى - ما يصل إلى ثلاثة مرات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الشاحن غير المصنف."

معيار إمداد الطاقة للهواتف الذكية في الاتحاد الأوروبي

المقال الرئيسي: مصدر الطاقة الخارجي المشترك

في يونيو 2009، وقعت العديد من أكبر شركات تصنيع الهواتف المحمولة في العالم مذكرة تفاهم برعاية المفوضية الأوروبية، حيث وافقت على جعل معظم الهواتف المحمولة التي تدعم البيانات والتي يتم تسويقها في الاتحاد الأوروبي متوافقة مع مصدر طاقة خارجي مشترك (EPS). تشير مواصفات EPS المشتركة للاتحاد الأوروبي (EN 62684:2010) إلى معيار شحن بطارية USB وتشبه GSMA/OMTP وحلول الشحن الصينية. في يناير 2011، أصدرت اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) نسختها من مواصفات EPS المشتركة (الاتحاد الأوروبي) معيار EPS مثل IEC 62684:2011.

الأجهزة غير القياسية

تتطلب بعض أجهزة USB طاقة أكبر مما تسمح به المواصفات الخاصة بمنفذ واحد. يعد هذا أمرًا شائعًا بالنسبة لمحركات الأقراص الصلبة الخارجية والأقراص الضوئية، وبشكل عام بالنسبة للأجهزة المزودة بمحركات أو مصابيح. يمكن لمثل هذه الأجهزة استخدام مصدر طاقة خارجي، وهو ما يسمح به المعيار، أو استخدام كبل USB مزدوج الإدخال، حيث يتم استخدام أحد المدخلات للطاقة ونقل البيانات، والآخر للطاقة فقط، مما يجعل الجهاز غير قابل للاستخدام. جهاز USB قياسي. يمكن لبعض منافذ USB والمحاور الخارجية، في الواقع، توفير طاقة لأجهزة USB أكثر مما تتطلبه المواصفات ولكن قد لا يعتمد الجهاز المتوافق مع المعايير على ذلك.

بالإضافة إلى الحد من إجمالي متوسط الطاقة التي يستخدمها الجهاز، فإن مواصفات USB تحد من تيار التدفق (أي الذي يستخدم لفصل الشحن وتصفية المكثفات) عند توصيل الجهاز لأول مرة. وإلا فإن توصيل الجهاز قد يسبب مشاكل في الطاقة الداخلية للمضيف. يُطلب من أجهزة USB أيضًا الدخول تلقائيًا في وضع التعليق منخفض الطاقة للغاية عند تعليق مضيف USB. ومع ذلك، فإن العديد من واجهات مضيف USB لا تقطع إمداد الطاقة عن أجهزة USB عند تعليقها.

تستخدم بعض أجهزة USB غير القياسية مصدر طاقة 5 فولت دون المشاركة في شبكة USB مناسبة، والتي تتفاوض على سحب الطاقة مع واجهة المضيف. تسمى هذه عادةً بزخارف USB . تشمل الأمثلة مصابيح لوحة المفاتيح التي تعمل بمنفذ USB، والمراوح، ومبردات الأكواب والسخانات، وشواحن البطاريات، والمكانس الكهربائية المصغرة، وحتى مصابيح الحمم البركانية المصغرة. في معظم الحالات، لا تحتوي هذه العناصر على دوائر رقمية، وبالتالي لا تعد أجهزة USB متوافقة مع المعايير. قد يتسبب هذا في حدوث مشكلات مع بعض أجهزة الكمبيوتر، مثل سحب الكثير من التيار مما قد يؤدي إلى تلف الدوائر. قبل مواصفات شحن البطارية، كانت مواصفات USB تتطلب توصيل الأجهزة في وضع الطاقة المنخفضة (100 مللي أمبير كحد أقصى) وتوصيل متطلباتها الحالية إلى المضيف، والذي يسمح بعد ذلك للجهاز بالتبديل إلى وضع الطاقة العالية.

تستهلك بعض الأجهزة، عند توصيلها بمنافذ الشحن، طاقة أكبر (10 واط أو 2.1 أمبير) مما تسمح به مواصفات شحن البطارية. يعد iPad و MiFi 2200 من هذه الأجهزة. تتطلب أجهزة Barnes & Noble NOOK Color أيضًا شاحنًا خاصًا يعمل بسرعة 1.9 أمبير.

توصيل طاقة USB

في يوليو 2012، أعلنت مجموعة USB Promotions عن الانتهاء من مواصفات USB Power Delivery ("PD")، وهي امتداد يحدد استخدام كبلات USB المعتمدة "PD Aware" مع موصلات USB القياسية من النوع A/B لتوصيل ما يصل إلى 100 واط من الطاقة عند 20 فولت. بالنسبة للكابلات المتوافقة مع PD المزودة بموصلات USB-micro B/AB، يصل الحد الأقصى للطاقة المدعومة إلى 60 واط عند 20 فولت، و36 واط عند 12 فولت، و10 واط عند 5 فولت. في جميع الحالات، إما المضيف إلى -يتم دعم تكوينات الجهاز أو الجهاز إلى المضيف.

والقصد من ذلك هو السماح بشحن أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية والأقراص التي تعمل بالطاقة USB والإلكترونيات الاستهلاكية ذات الطاقة العالية بشكل موحد، كامتداد طبيعي لمعايير شحن الهواتف المحمولة الأوروبية والصينية الحالية. وقد يؤثر هذا أيضًا على طريقة نقل الطاقة الكهربائية المستخدمة للأجهزة الصغيرة واستخدامها في المباني السكنية والعامة.

مدعوم USB

المقال الرئيسي: PowerUSB

يعد PoweredUSB امتدادًا خاصًا يضيف أربعة دبابيس إضافية توفر ما يصل إلى 6 أمبير عند 5 فولت أو 12 فولت أو 24 فولت. ويستخدم بشكل شائع في أنظمة نقاط البيع لتشغيل الأجهزة الطرفية مثل قارئات الباركود ومحطات بطاقات الائتمان والطابعات .