Comment fonctionne un port USB pour charger
Charger avec un port USB est devenu
routinier pour tous les gadgets. Il y a
dix ans, vous auriez vérifié si le branchement sur votre gadget fonctionnait
avec votre chargeur avant de l'acheter.
Aujourd'hui, la plupart utilisent le micro-USB, sauf pour Apple qui
utilise le connecteur Lightning. Et
maintenant on commence a voir de plus en plus de connecteurs USB-C pour charger
les portables.
Aujourd'hui vous pouvez charger
votre liseuse avec votre ordinateur, charger votre téléphone chez votre ami et
brancher votre caméra a votre télé le tout grâce a la standardisation des
connecteurs. Le problème aujourd'hui est
le chargement par USB. Les chargeurs,
connections et câbles ne sont pas tous pareils. Vous avez probablement remarqué que certains
chargeurs muraux sont plus puissants que d'autres. Certains ports USB de portables semblent plus
puissants. Et sur certains ordinateurs
de bureau, certains ports peuvent charger un appareil même si l'ordinateur est
éteint. Il y a une raison pour ça. Mais avant, regardons comment la charge par
USB fonctionne.
Il y a 4 spécifications USB: 1.0, 2.0,
3.0 et 3.1 avec l'addition du connecteur USB-C. Ils diffèrent significativement., nous allons
nous concentrer sur le USB 3.0 parce que c'est le plus commun. Avec une connexion USB, il y a un hôte et un
appareil. Dans la plupart des cas, le PC
est l'hôte et votre tablette, téléphone intelligent ou caméra est
l'appareil. Le courant se dirige de l'hôte
vers l'appareil, mais les données peuvent se diriger dans les deux directions, par
exemple, lorsque vous transférez des données de votre téléphone intelligent
vers votre PC.
Un port USB 1.0 ou 2.0 a quatre broches
de contacts et un câble USB a quatre fils. Les broches internes transportent les données
(D+ et D-) et les broches externes transportent le courant électrique de 5
Volts. Les ports USB 3.0 ajoutent 5
broches, alors les câbles compatibles USB 3.0 ont 9 fils. En termes de courant (milliampères ou mA), il
y a 3 types de ports USB selon les spécifications courantes: un port standard
de transfert, un port de transfert de charge et un port de charge dédié. Les deux premiers se trouvent sur votre
ordinateur et la troisième s'applique aux chargeurs muraux.
Dans les spécifications USB 1.0 et
2.0, un port standard de charge peut livres jusqu'à 500mA (0,5A), En USB 3.0, il peut atteindre 900mA
(0.9A) Le port de charge dédié peut livrer
jusqu'à 1,500mA (1.5A). USB 3.1 augmente
la bande passante à 10Gbps ce que l'on appelle le mode SuperSpeed+ qui est
presqu'équivalent à la première génération Thunderbolt. Il supporte aussi une puissance de 1.5A et
3.0A sur une ligne de 5V.
USB-C utilise un connecteur différent qui est
universel, ce qui veut dire qu'il n'a pas un sens spécifique et comme le
connecteur Lightning de Apple, le USB-C peut doubler la bande passante du USB
3.0, en même temps qu'il augmente la puissance de charge. Apple a uni le USB-C et USB 3.1 sur son
nouveau MacBook 12". Il a aussi
commencé à apparaitre sur des téléphones intelligents, le premier étant le
OnePlus2. D'autres modèles populaires
tel que le Nexus 6P de Google, le OnePlus3 et le Samsung Galaxy Note7. Il peut y avoir des ports USB de l'ancien
style qui supportent le standard 3.1.
La spécification USB permet aussi un port "veille et charge", alors qu'un
ordinateur éteint peut laisser un port de charge en fonction. Vous l'aurez peut-être remarqué sur votre
ordinateur de bureau, alors que le courant continue de passer dans la carte
maitresse. Certains portables sont munis
de ports "veille et charge".
C'est ce que la spécification dicte. Par contre, plusieurs chargeurs USB ne se
conforment pas a ces spécifications, la plupart sont des chargeurs muraux. Le chargeur iPad de Apple, par exemple,
fournit 2.1A sur 5V et le chargeur du Kindle Fire de Amazon fournit 1.8A. Plusieurs chargeurs d'automobile peuvent
fournir entre 1.0A et 2.1A.
La variance entre un port USB normal à 500mA et un
port de charge dédié qui peut aller jusqu'à 3,000mA nous fait poser la question
suivante: si votre téléphone est fourni avec un chargeur mural de 900mA et que vous
le branchez dans un chargeur iPad de 2,100mA, est-ce qu'il endommagera ou fera
exploser la pile?
La réponse courte est non. Vous pouvez brancher n'importe quel appareil
avec n'importe quel câble dans n'importe quel chargeur et il n'y arrivera
rien. Le fait d'utiliser un chargeur
plus puissant ne fera que réduire le temps de charge.
La réponse longue est que l'âge de l'appareil joue un rôle
important, impliquant la vitesse de charge et s'il peut être chargé avec un
chargeur mural. En 2007, le USB
Implementers Forum a publié le Battery Charging Specifications, qui a
standardisé une façon plus rapide de charger les appareils USB, soit en
augmentant le nombre d'ampères passant par le port USB de votre PC ou en
utilisant un chargeur mural. Peu de
temps après, ceux qui ont mis en marché des appareils USB ont implanté ces
spécifications.
Alors si vous avez un appareil USB moderne, vous
pouvez utiliser un port USB a haut ampérage pour profiter d'une recharge plus
rapide. Pour les appareils plus vieux
par contre, il ne fonctionnera probablement pas avec un port USB qui utilise le
standard Battery Charging Specification.
Quelques petites chose à se rappeler. Les ordinateurs peuvent avoir deux sortes de
ports USB: standard en aval ou charge en aval.
Les manufacturiers ne les indiquent pas toujours. Le résultat est que vous pourriez avoir un
appareil qui charge sur un port de votre portable et pas sur l'autre. Vous verrez cela sur les modèles plus
anciens. La plupart des manufacturiers
affichent un petit éclair au dessus du port qui doit servir a charger un
appareil et dans certains cas, ces ports peuvent charger même quand le
couvercle du portable est fermé.
Certains appareils externes tel que les disques dur de
3.5 pouces, requiers plus de courant que ce qu'un port USB normal peut fournir.
C'est pourquoi ils incluent un deuxième
port USB en Y pour fournir plus de courant ou un adaptateur CA.
Charger en USB est devenu plus
simple avec le temps et si le nouveau connecteur USB-C fait des gains en
popularité, ce sera encore plus simple puisque vous n'aurez plus a faire
attention au sens de la prise pour la brancher.
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English version
USB
charging explained
USB
charging has become ubiquitous for all gadgets.
A decade ago, you would have to check to see if the connector on your
gadget matched the one on the charger before you bought it. Now most use the micro-USB connector, except
for Apple that uses the Lightning connector.
And now we are starting to see USB-C connectors appear for charging
laptops.
Today
you can charge your e-reader with your computer, charge your phone at your
friends, connect your camera on your TV all that thanks to a standardized
connector. Today's problem with USB is
power. Chargers, connectors and cables
are not all the same. You've probably
noticed that some wall chargers are more powerful than others. Some laptop sockets seem more powerful. And on some desktops, some USB ports charge
even when the computer is turned off. It
turns out there's a reason for all this.
But first lets explain how USB power works.
There
are 4 USB specifications: USB 1.0, 2.0, 3.0 and 3.1 with the addition of the
new USB-C connector. They differ
significantly, but we'll focus on USB 3.0 because it's the most common. In a USB connection, there is a host and a
device. In most cases, the PC is the
host and your tablet, smartphone or camera is the device. Power always flows from the host to the
devise, but data flows in both directions, such as when you transfer data from
your smartphone to your PC.
A
regular USB 1.0 or 2.0 socket has four pins, and a USB cable has four
wires. The inner pins carry data (D+ and
D-) and the outer pins provides 5 volts of power. USB 3.0 ports add a row of 5 pins, so USB 3.0
compatible cables have nine wires. In
terms of current (milliamps or mA), there are 3 kinds of USB ports according to
the current specifications: a standard
downstream port, a charging downstream port and a dedicated charging port. The first two can be found on your computer,
and the third kind applies to "dumb" wall chargers.
In the
USB 1.0 and 2.0 specifications, a standard downstream port can deliver up to
500mA (0.5A). In USB 3.0, it goes up to
900mA (0.9A). The charging downstream
and dedicated charging ports provide up to 1,500mA (1.5A). USB 3.1 increases throughput to 10Gbps which
is called SuperSpeed+ mode which is almost equivalent to first-generation
Thunderbolt. It also supports power draw
of 1.5A and 3.0A over the 5V bus.
USB-C
uses a different connector that is universal, meaning it has no up or down
specific position and similar to the Apple Lightning connector, USB-C can
double the theoretical throughput of USB 3.0, while increasing the power
output. Apple joined USB-C with USB 3.1
on its 12 inch MacBook. It also
started appearing on phones with the first being the OnePlus2. Other popular models are the Google Nexus 6P,
the OnePlus3 and the Samsung Galaxy Note7.
There can also be older style USB ports that support the 3.1 standard.
The USB
specification also allows "sleep-and-charge" port, where a port on a
powered down computer remains active.
You might have noticed this on your desktop PC, where some power flows
through the motherboard. Some laptops
are capable of "sleep-and-charge".
This is
what the specifications dictate. However
there are several USB chargers that don't conform to these specifications, most
are wall chargers. Apple's iPad charger,
for example, provides 2.1A at 5V and Amazon's Kindle Fire charger outputs
1.8A. Many car chargers can output
between 1.0A and 2.1A,
The
variance between a normal USB port rated at 500mA and dedicated charging ports
that can range all the way up to 3,000mA brings up the question: if your phone came with a wall charger of
900mA and you plug it into a 2,100mA iPad charger, will it damage or blow up
the battery?
The
short answer is no. You can plug any
device with any cable into any USB port and nothing will happen. The fact that you use a more powerful charger
will only speed up the charging process.
The long
answer is that the age of the device plays an important role, dictating both
how fast it can be charged and whether it can be charged using a wall charger
at all. In 2007, the USB Implementers
Forum released the Battery Charging Specifications, which standardized faster
ways of charging USB devices, either by pumping more amps through your PC's USB
ports, or by using a wall charger.
Shortly thereafter, USB devices that implemented this spec started to
arrive.
So if
you have a modern USB device, you can use any high-amperage USB port to enjoy
faster charging. For older devices
however, it probably won't work with USB ports that employ the Battery Charging
Specification.
A few
things to keep in mind. PC's can have
two kinds of USB ports: standard downstream or charging downstream. Manufacturers haven't always labeled
them. The result is that you might have
a device that charges from one port on your laptop, but not on the other. You see this on older PC's. Most vendors now put a small lightning icon
above the proper charging port on laptops, and in some cases, those ports can
even stay on when the lid is closed.
Some
external devices such as 3.5-inch hard drives, require more power than a
typical USB port can provide. That's why
they include a second USB port Y cable or an external AC power adapter.
USB
charging has become simpler over time and if the new USB-C connector continues
to catch on, it will get even simpler because you'll never have to worry about
which way to plug in the connector.
