За последнее десятилетие индустрия прошла долгий путь от множества конкурирующих стандартов зарядки к ещё большему множеству — но с общим знаменателем в виде USB Power Delivery. В этой статье мы проследим путь развития стандартов: от раннего Battery Charging 1.2 и многочисленных проприетарных протоколов до современных вариаций USB Power Delivery (PD), способных питать устройства мощностью до 240 Вт с гранулярным контролем напряжения.

Исторически сложилось так, что передача данных и питание были разнесены: интерфейсы данных существовали параллельно выделенным разъёмам питания, часто проприетарных. Шина Universal Serial Bus (USB), появившаяся в середине 90-х, изначально задумывалась как интерфейс для периферийных устройств. Её возможности по питанию ограничивались поддержкой мышей и клавиатур, но никак не зарядкой аккумуляторов и уж тем более питанием мощных устройств. С ростом требований мобильных устройств к мощности зарядных устройств рынок стандартов оказался фрагментированным: одновременно существовало множество несовместимых проприетарных протоколов быстрой зарядки, часто созданных в обход стандартов и мер безопасности.

Что было до USB-C?

Чтобы оценить сложность современных стандартов, вспомним сначала системы, которые они заменили. До появления симметричного разъёма USB Type-C существовало несколько вариаций USB Type-A и Type-B, как полноразмерных, так и в вариантах mini и micro. Спецификация USB 2.0 жёстко ограничивала бюджет питания: стандартный порт гарантировал подачу 500 мА при 5 В, что давало 2,5 Вт мощности. С появлением USB 3.0 планка поднялась до 900 мА (4,5 Вт), и эти лимиты, как правило, соблюдались во избежание повреждения портов.

Для решения проблемы без изменения физического разъёма организация USB-IF в 2010 году представила спецификацию Battery Charging 1.2 (BC1.2). Стандарт позволил устройству (например, смартфону) отличать «компьютерный» порт с поддержкой передачи данных от зарядного устройства. Появилось понятие выделенных портов для зарядки, ставшее впоследствии стандартом для блоков питания зарядных устройств. Замкнув контакты данных D+ и D-, зарядное устройство сигнализировало о максимальном токе 1,5 А, что утроило доступную мощность заряда до 7,5 Вт.

Параллельно Apple развивала собственный протокол для проприетарного коннектора Lightning. Вместо замыкания контактов, как в BC1.2, зарядки Apple использовали сеть резистивных делителей для подачи определенного напряжения на линии данных. Устройство считывало эти уровни, определяя мощность адаптера — от 1 А (5 Вт) до стандарта «Apple 2.4A» (12 Вт) включительно. Из-за такой фрагментации обычное зарядное устройство с поддержкой BC1.2 могло заряжать iPhone крайне медленно, и наоборот.

Появление USB Type-C: трудности переходного периода (2014–2016)

Выход спецификации USB Type-C в 2014 году обещал покончить с узкими местами благодаря 24-контактному реверсивному разъёму с выделенными контактами Configuration Channel (CC). Изначально были определены режимы «Type-C Current»: используя резисторы на контактах CC, источник мог заявить о готовности выдать 1,5 А или 3,0 А при напряжении 5 В. Это позволило первым устройствам с разъёмами USB-C заряжаться со скоростью до 15 Вт без использования специализированных контроллеров.

Однако этот подход оказался небезопасным при использовании кабелей USB-A — USB-C. Если использовался симметричный кабель с разъёмами Type-C на обоих концах, передаваемую мощность контролировал источник; если же использовался кабель USB-A/USB-C, то лимит определял сам кабель. И здесь возник опасный прецедент. По стандарту быстрая зарядка становилась возможной, если в кабеле был установлен резистор 10 кОм, который сообщал смартфону, что источник (предположительно — блок питания зарядного устройства) готов выдать полные 3 А. При подключении к обычному порту компьютера на 500 мА телефон пытался забрать максимум тока, что приводило к выгоранию портов. Стандарт же требовал установки в такие кабели резистора на 56 кОм, что с одной стороны защищало порты компьютеров и маломощных зарядных устройств, вышедших до появления этого стандарта, ограничивая максимальный ток, но с другой — не позволяло устройству получить полную мощность с выделенных зарядных устройств.

Таким образом, производители кабелей были поставлены перед дилеммой: выпускать безопасные кабели, соответствующие стандарту — но с медленной зарядкой, или кабели с поддержкой быстрой зарядки — но способные выжечь порт компьютера или маломощного зарядного устройства.

Этот период запомнился деятельностью инженера Google Бенсона Люнга, который лично протестировал сотни кабелей. «Мистер Люнг взял на себя труд покупать и проверять кабели на Amazon, обнаружив массу некондиции», — пишет Томми Гуд. «Один из кабелей был настолько плох, что сжёг его ноутбук и тестовое оборудование. Его обзоры заставили производителей отозвать небезопасные товары, а Amazon — запретить продажу кабелей, нарушающих спецификации».

Проблемы совместимости усугублялись конфликтами протоколов. Ранние смартфоны с портами USB-C (например, Microsoft Lumia 950 XL) страдали от зацикливания заряда при подключении к современным ЗУ с портами USB-C: устройство пыталось получить высокий ток до завершения цифрового согласования, что вызывало срабатывание защиты адаптера. Такие устройства стабильно заряжаются только от старых блоков с портами USB-A — со всеми сопутствующими рисками и дилеммой выбора кабелей с «правильным» или «неправильным» резистором.

«Войны форматов»: фрагментация и проприетарные стандарты (2015–2019)

Со временем смартфоны становились всё мощнее, а пользователи — нетерпеливее, и очень скоро лимит в 15 Вт стал катастрофически недостаточным. Пока USB-IF неспешно дорабатывала стандарт Power Delivery, производители начали выпускать свои решения, что моментально привело к фрагментации рынка. Смартфон, поддерживающий один проприетарный стандарт, заряжался от блоков питания других стандартов крайне медленно — часто по стандарту BC 1.2. Посмотрим, какие стандарты существовали.

Qualcomm Quick Charge (QC): высокое напряжение, низкий ток

Qualcomm продвигала Quick Charge (QC) как стандарт де-факто для Android. Этот стандарт поддерживал как старые кабели USB-A (точнее — micro-USB), так и новые USB-C в обоих вариантах (C-C и A-C). Чтобы обойти ограничения по току в таких кабелях, QC 2.0 повышал напряжение до 9 В или 12 В, достигая в результате мощности 18 Вт и выше. В QC 3.0 появилась технология INOV для плавной регулировки напряжения с шагом 200 мВ. Эти протоколы модулировали напряжение на линиях D+ и D-, что прямо нарушало спецификацию USB Type-C, где эти линии зарезервированы только для данных, а любые согласования должны осуществляться через контакты СС.

Direct Charging: низкое напряжение, высокий ток

Oppo и OnePlus решили идти в противоположном направлении, перенеся цепи регулировки напряжения непосредственно в блок питания. Это позволило избавиться от цепей, которые понижали высокое напряжение внутри смартфона (процесс, сопровождающийся выделением тепла и, как следствие, нагревом). Зарядное устройство выдавало напряжение, близкое к напряжению аккумулятора (4-5 В), но при токе в 4 А и выше. Такой подход требовал нестандартных кабелей с толстыми проводниками. С обычным кабелем — или любым другим зарядным устройством — система мгновенно переключалась на медленную зарядку.

Разнообразие стандартов быстрой зарядки

Вскоре рынок заполнился разнообразными (в основном — китайскими) устройствами, каждое из которых могло похвастать собственным, ни с чем не сравнимым и ни с чем не совместимым стандартом быстрой зарядки.

• MediaTek Pump Express: протокол для чипсетов MediaTek, работающий через повышение напряжения.
• Huawei SuperCharge: решение с низким напряжением и высоким током (4.5 В / 5 А), похожее на Direct Charging от Oppo, но несовместимое с ним.
• Xiaomi HyperCharge: проприетарное решение для суббрендов Redmi и Black Shark.
• Infinix XCharge & Tecno Ultra Charge: вариации для некоторых региональных рынков.

Широкий выбор одного между одним и тем же: BBK Electronics

Одним из самых запутанных моментов стал ребрендинг одних и тех же технологий внутри группы BBK Electronics (марки Oppo, Vivo, OnePlus, Realme). Несмотря на разные названия, многие стандарты были совместимы между собой: VOOC (Oppo) фактически идентичен Dash Charge (OnePlus) и Dart (Realme). Однако отсутствие единой маркировки заставляло пользователей гадать, какой именно блок питания подойдёт к их телефону.

UFCS: ещё один «универсальный» стандарт (2022–2025)

В 2022 году консорциум китайских гигантов представил спецификацию Universal Fast Charging Specification (UFCS), а в мае 2025 года — её вторую версию UFCS 2.0. Попытка объединить китайский рынок под одним флагом иллюстрирует классический парадокс:

Хотя UFCS обещал универсальную совместимость (хоть и в рамках китайских устройств), он появился в момент, когда USB PD уже фактически доминировал на рынке. В UFCS 2.0 указано, что «универсальная» скорость будет ниже максимально возможной для каждого бренда — члена консорциума. Это сделано для того, чтобы, с одной стороны, дать пользователям возможность использовать аксессуары разных марок, но с другой — позволить производителям использовать проприетарные технологии, чтобы их собственные устройства заряжались с максимальной скоростью в рамках их собственных проприетарных экосистем. Этот подход — прямая противоположность стандартизации; он не избавляет от фрагментации, а лишь увеличивает её.

Кризис «универсальных» зарядных устройств

Чтобы получить сертификацию USB-IF для зарядного устройства, стандарт Power Delivery в нём должен быть единственным методом, который контролирует напряжения выше 5 В. Проприетарные методы вроде QC 3.0 и VOOC фактически стали «незаконными» в рамках строгих стандартов USB-IF, т.к. использовали линии данных для управления питанием, создавая риски помех и повреждения оборудования. Таким образом, практически все современные универсальные ЗУ, поддерживающие многочисленные протоколы быстрой зарядки, в той или иной мере нарушают стандарт USB-C. Время от времени это приводит к логичным последствиям: то или иное устройство (как правило — сертифицированное USB-IF) неожиданно входит в бесконечный цикл, в котором зарядка начинается на «безопасной скорости», устройство запрашивает более высокую мощность — и зарядное устройство перезагружается, прерывая ток, после чего цикл повторяется.

Когда USB-C — просто видимость

Многие дешёвые устройства (вентиляторы, фонарики, игрушки) отказываются заряжаться от современных зарядных устройств, если используется кабель USB-C — USB-C. Причина — экономия на резисторах на линии CC. Современные зарядки работают по принципу «холодного» разъёма (по умолчанию напряжение на контактах отсутствует) в ожидании сигнала от устройства. Если сигнала нет, зарядка считает порт пустым. Старые же USB-A порты всегда выдают на порт напряжение 5 В, поэтому с кабелем USB-A/USB-C такие устройства работают.

Открытый стандарт: PD 2.0 и 3.0

В итоге консорциум USB-IF представил стандарт USB Power Delivery (USB PD). В спецификации PD 2.0 устройство запрашивает требуемые параметры зарядки цифровым способом по линии CC. Появились фиксированные профили напряжения: 5 В, 9 В, 15 В и 20 В при мощности до 100 Вт. Для токов выше 3 А (или более 60 Вт мощности) стали обязательными кабели с чипом E-Marker.

Для борьбы с нагревом в PD 3.0 добавили поддержку PPS (Programmable Power Supply). PPS позволяет устройству варьировать напряжение заряда с шагом 20 мВ. Смартфон самостоятельно управляет скоростью заряда, исключая лишнее преобразование энергии внутри корпуса и значительно снижая нагрев.

За порогом 100 Вт: PD 3.1 и EPR

Для игровых ноутбуков мощности 100 Вт было недостаточно. В 2021 году вышла спецификация PD 3.1 с технологией EPR (Extended Power Range), поднявшей планку мощности до 240 Вт. Вместо увеличения тока за пределы 5 А, что сделало бы кабели слишком толстыми и жёсткими, разработчики подняли напряжение до значений 28 В, 36 В и 48 В. Стандарт PD 3.1 требует проверки кабеля на поддержку EPR: если кабель не сертифицирован (в нём не установлен соответствующий чип E-Marker), то скорость заряда будет ограничена до безопасных значений.

Период унификации (2024-2026)

В западном полушарии 2024-2026 годы стали временем окончательной унификации протоколов.

USB PD 3.2 и SPR AVS

До 2024 года управление значением напряжения в стандартном и расширенном диапазонах различалось. USB PD 3.2 вводит для этого единый протокол AVS (Adjustable Voltage Supply). Теперь один и тот же алгоритм используется на всём спектре значений напряжений от 5 В до 48 В.

Apple и Dynamic Power

Начиная с iPhone 17, Apple внедрила протокол Dynamic Power на базе SPR AVS. Теперь телефон ювелирно подстраивает напряжение, удерживая скорость заряда в 40-60 Вт без избыточного перегрева устройства. С более старыми ЗУ, которые не поддерживают AVS, устройства Apple могут получать ту же максимальную мощность, но удерживают максимальную скорость заряда в более узком диапазоне. На практике это означает, что с новыми блоками питания с поддержкой AVS устройства Apple будут заряжаться до 100% на несколько минут быстрее, чем от старых ЗУ аналогичной мощности.

Qualcomm Quick Charge 5+

Теперь это просто программная надстройка над стандартным протоколом USB PD 3.1. Ключевое достоинство — обмен данными о температуре батареи в реальном времени. При этом смартфон остаётся полностью совместим с любыми сторонними PD-зарядками.

Действия регулятора: Директива ЕС 2022/2380 (2024–2026)

Главным двигателем прогресса стала Директива ЕС 2022/2380.

Фаза 1: компактная электроника (декабрь 2024)

С 28 декабря 2024 года все смартфоны, планшеты и камеры в ЕС обязаны иметь порт USB-C. Любое устройство мощнее 15 Вт обязано поддерживать протокол USB PD. Проприетарные режимы не запрещаются (вспоминаем UFCS 2.0), но базовый режим PD должен обеспечивать «функциональную» скорость зарядки.

Фаза 2: расширение действия директивы на ноутбуки (апрель 2026)

С 28 апреля 2026 года требование директивы распространяется и на ноутбуки. Проприетарные круглые штекеры уходят в прошлое. Любой мобильный ПК мощностью до 100 Вт должен уметь заряжаться от универсального USB-C. Для более мощных систем (игровые ПК) предусмотрено использование стандарта EPR (до 240 Вт).

Заключение

Война форматов осталась в прошлом — по крайней мере, если говорить об устройствах западных производителей. Китайские устройства по-прежнему используют проприетарные стандарты зарядки, «расширяющие» стандарты USB-IF. По крайней мере, благодаря UFCS 2.0 у них появился общий знаменатель — USB-PD. В Европе же унификация и стандартизация правят бал: все новые устройства, у которых есть разъём для зарядки, должны использовать порт USB-C. Совсем скоро этот стандарт будет окончательно распространён и на ноутбуки, в том числе и мощные игровые модели.

Качественное питание критично и для расследований и работы с данными. Просадки напряжения вызывают ошибки чтения; подробнее в статье Образы дисков: как порты, хабы и питание влияют на скорость.

Дополнительные материалы: сравнение основных стандартов зарядки

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с этими статьями:

• The bewildering world of USB-C charging, explained | PCWorld
• USB-PD Power, Quick Charge (QC) Apple & GaN Devices | CodeX