5 min leestijd

USB Power Delivery uitgebreid uitgelegd

USB Power Delivery laat één lader veilig heel verschillende apparaten voeden. Zo werkt die onderhandeling.

USB Power Delivery uitgebreid uitgelegd

USB Power Delivery, meestal afgekort tot USB PD, is het systeem waarmee een moderne lader en een apparaat afspreken hoeveel vermogen er over een USB-C-kabel gaat. Het is waarom dezelfde lader veilig een telefoon met een zacht druppeltje kan voeden en een laptop met een veel hoger wattage, zonder dat een van beide apparaten schade oploopt.

Deze gids kijkt naar hoe die onderhandeling echt werkt, wat de getallen op een lader betekenen, wat PPS en EPR toevoegen, en hoe laders, kabels en apparaten elk hun eigen rol spelen.

01

Het basisidee achter Power Delivery

Voor Power Delivery lag USB-vermogen meestal vast op lage niveaus, genoeg voor kleine accessoires maar veel te weinig voor een laptop. Power Delivery maakt van opladen een gesprek. Wanneer een apparaat op een PD-geschikte lader wordt aangesloten, wisselen beide berichten uit via de datapinnen van de kabel om uit te zoeken welke spanningen en stromen de lader kan bieden en wat het apparaat vraagt, voordat er hoog vermogen gaat lopen.

Deze onderhandeling gebeurt in een fractie van een seconde en is onzichtbaar voor de gebruiker. Het betekent ook dat dezelfde lader veilig heel verschillende apparaten kan bedienen. Een klein oordopjeshoesje vraagt misschien een fractie van een watt, terwijl een laptop op dezelfde lader misschien het volledige opgegeven vermogen van de lader opvraagt, en de lader past zijn uitgang voor elk apparaat dienovereenkomstig aan.

USB-C-stekkerlader in een stopcontact met een aangesloten kabel

02

Spanningen, PDO's en hoe de onderhandeling werkt

Een Power Delivery-lader adverteert een set opties die Power Data Objects, of PDO's, worden genoemd, elk met een spanning en een maximale stroom die hij bij die spanning kan leveren. Veelvoorkomende vaste spanningen zijn 5, 9, 15 en 20 volt, al verschilt de exacte set per lader. Het aangesloten apparaat bekijkt deze lijst en vraagt de combinatie op die het beste bij zijn behoefte past, en de lader bevestigt voordat hij naar die spanning overschakelt.

Pas na deze uitwisseling draagt de kabel daadwerkelijk de hogere spanning. Dit is een bewuste veiligheidsmaatregel: een kabel of apparaat dat niet heeft ingestemd met een hogere spanning, krijgt die nooit onverwacht, wat mede verklaart waarom USB-C-opladen als veilig wordt beschouwd over zo'n breed scala aan vermogensniveaus.

03

Programmable Power Supply en Extended Power Range

PPS, Programmable Power Supply, is een toevoeging aan Power Delivery waarmee de spanning in veel fijnere stappen kan worden aangepast, en continu kan veranderen tijdens het opladen in plaats van tussen een paar vaste niveaus te springen. Veel telefoons gebruiken PPS om het opladen fijn af te stemmen op snelheid en warmtebeheer, omdat het apparaat hiermee zeer specifieke combinaties van spanning en stroom kan opvragen in plaats van te kiezen uit een korte vaste lijst.

Extended Power Range, of EPR, verhoogt het plafond van wat Power Delivery kan leveren. Standaard, of Standard Power Range, Power Delivery gaat tot maximaal 100 watt. EPR breidt dit uit tot 240 watt, met hogere spanningen tot 48 volt, gericht op stroomhongerige laptops en andere veeleisende apparaten. Om EPR-vermogensniveaus te halen, zijn een lader, kabel en apparaat nodig die allemaal expliciet EPR ondersteunen, want het is een aparte functie in plaats van iets dat elke USB-C-lader automatisch heeft.

Passend productUSB-C-kabel 240 WAmazon →
smartphone die op een bureau oplaadt met een kleine USB-C-lader en kabel

04

Power Delivery-versies in één oogopslag

VersieMaximaal vermogenOpmerkingen
USB PD 2.0 en 3.0Tot 100 WVaste spanningen, PPS later toegevoegd in PD 3.0
USB PD 3.1Tot 240 WVoegt Extended Power Range tot 48 V toe

Deze cijfers zijn het plafond dat de standaard toestaat, geen garantie dat een specifieke lader dat niveau haalt. Laders worden verkocht met veel verschillende maximale wattages binnen deze grenzen, en een apparaat trekt alleen wat het daadwerkelijk nodig heeft.

05

Wat de lader, de kabel en het apparaat elk bijdragen

Het behalen van een bepaalde laadsnelheid hangt ervan af dat alle drie de onderdelen van de verbinding het eens worden, vergelijkbaar met hoe datasnelheid afhangt van de hele keten van een USB-verbinding.

  • De lader bepaalt de bovengrens van wat mogelijk geleverd kan worden, gebaseerd op zijn eigen opgegeven maximale uitgangsvermogen en welke PDO's hij adverteert.
  • De kabel moet gecertificeerd zijn om de gevraagde stroom veilig te dragen. Kabels die meer dan 3 ampère bij 20 volt ondersteunen, moeten een klein chipje bevatten dat bekendstaat als een e-marker, dat tijdens de onderhandeling de rating van de kabel identificeert.
  • Het apparaat bepaalt hoeveel vermogen het daadwerkelijk opvraagt, gebaseerd op zijn batterijgrootte, huidige laadniveau en interne laadelektronica, en het zal nooit meer vragen dan het veilig kan gebruiken.

Hierdoor kan het aansluiten van een laptop op een zeer krachtige lader met een niet-gecertificeerde kabel toch resulteren in langzaam opladen, omdat de kabel zelf de beperkende factor wordt. Onze gids over het kiezen van USB-kabels legt e-marker-kabels en vermogensratings uitgebreider uit.

06

Veelvoorkomende Power Delivery-scenario's

Een paar alledaagse situaties laten zien hoe deze onderhandeling verloopt. Een telefoon opladen met een laptoplader werkt meestal, omdat de telefoon gewoon een lagere, passende spanning opvraagt uit de aangeboden opties van de lader. Een laptop opladen met een kleine telefoonlader werkt misschien helemaal niet, of laadt slechts druppelsgewijs, omdat de lader misschien niet genoeg vermogen biedt om de laptop tegelijk te laten draaien en op te laden. Twee apparaten met verschillende Power Delivery-versies kunnen nog steeds samenwerken, omdat oudere apparaten simpelweg de nieuwere opties negeren die ze niet begrijpen en onderhandelen op het niveau dat ze allebei ondersteunen.

07

Oudere, niet-standaard snelladen

Voordat Power Delivery wijdverspreid raakte, gebruikten sommige fabrikanten hun eigen gepatenteerde snelladmethodes, zoals Quick Charge van Qualcomm, die anders werken en geen deel uitmaken van de officiële Power Delivery-specificatie van de USB-IF. Apparaten die op deze oudere methodes zijn gebouwd, kunnen nog steeds op een basale, langzamere snelheid opladen met een standaard Power Delivery-lader, omdat de meeste minstens een eenvoudige terugvalmodus ondersteunen, maar om de snelste gepatenteerde snelheid te halen, is meestal een passende lader uit dezelfde familie nodig.

Voor alledaags winkelgebruik is het meestal genoeg om te weten voor welk wattage een apparaat is ontworpen en een lader en kabel te kiezen die dit ruim dekken, in plaats van elk technisch detail van een specifiek snellaadschema proberen te matchen. Onze koopgids legt uit hoe je de laadbehoefte van een apparaat vertaalt naar een verstandige laderkeuze.

close-up van een USB-C-kabelconnector met de plek van het kleine e-marker-chipje bij de stekker

08

Veelgestelde vragen

Is het veilig om een lader met hoog wattage bij een klein apparaat te gebruiken?

Ja. Het apparaat vraagt tijdens de onderhandeling alleen het vermogen op dat het nodig heeft, en de lader zal niet meer spanning of stroom sturen dan is afgesproken, ongeacht het maximaal opgegeven vermogen van de lader.

Wat is het verschil tussen PD en PPS?

PPS is een functie binnen Power Delivery die fijnere, continu instelbare spanningsstappen toestaat, in plaats van de vaste set spanningen die bij basale Power Delivery-onderhandeling wordt gebruikt.

Heb ik een speciale kabel nodig voor opladen met hoog wattage?

Boven 60 watt, wat overeenkomt met meer dan 3 ampère bij 20 volt, is een kabel met een e-marker-chip vereist, omdat de lader en het apparaat erop vertrouwen om te bevestigen dat de kabel die stroom veilig kan dragen.

Waarom laadt mijn laptop langzaam op met een bepaalde lader?

Dit betekent meestal dat de lader, de kabel of de onderhandelde spanning niet genoeg vermogen levert om de laptop snel te laten opladen, vaak omdat het maximale vermogen van de lader lager is dan de laptop nodig heeft, of omdat de kabel niet gecertificeerd is voor hogere stroom.

Verkennen

Lees hierna