USB-Hardware - USB hardware

Verschiedene USB-Anschlüsse entlang eines Zentimeterlineals zur Skalierung. Von links nach rechts:
  1. Micro-B-Stecker
  2. 8-poliger Mini-B-Stecker, ein proprietärer Anschluss, der bei vielen älteren japanischen Kameras sowohl für den USB- als auch für den analogen AV-Ausgang verwendet wird. (Dies ähnelt stark dem 8-poligen Micro-B-Stecker, der oft nur 5 Pin-Positionen belegt hat.)
  3. Mini-B-Stecker
  4. Typ-A-Buchse (invertiert, damit die Kontakte sichtbar sind .)
  5. Typ-A-Stecker
  6. Typ-B-Stecker

Die ersten Versionen des USB- Standards spezifizierten Stecker, die einfach zu verwenden waren und eine akzeptable Lebensdauer hatten; Überarbeitungen des Standards fügten kleinere Anschlüsse hinzu, die für kompakte tragbare Geräte nützlich sind. Die schnellere Entwicklung des USB-Standards führte zu einer weiteren Familie von Steckverbindern, um zusätzliche Datenwege zu ermöglichen. Alle Versionen von USB spezifizieren Kabeleigenschaften; Version 3.X-Kabel enthalten zusätzliche Datenpfade. Der USB-Standard beinhaltete die Stromversorgung von Peripheriegeräten; moderne Versionen des Standards erweitern die Leistungsgrenzen für das Laden von Akkus und Geräten mit einem Leistungsbedarf von bis zu 100 Watt. USB wurde als Standard-Ladeformat für viele Mobiltelefone ausgewählt, wodurch die Verbreitung proprietärer Ladegeräte reduziert wird.

Anschlüsse

Vergleich der USB-Anschlussstecker, ohne USB-C-Stecker

Die drei Größen von USB-Anschlüssen sind das Standard- oder Standardformat für Desktop- oder tragbare Geräte, der Mini für mobile Geräte und die dünnere Mikrogröße für flache mobile Geräte wie Mobiltelefone und Tablets. Es gibt fünf Geschwindigkeiten für die USB-Datenübertragung: Low Speed, Full Speed, High Speed ​​(ab Version 2.0 der Spezifikation), SuperSpeed (ab Version 3.0) und SuperSpeed+ (ab Version 3.1). Die Modi haben unterschiedliche Hardware- und Verkabelungsanforderungen. USB-Geräte haben eine gewisse Auswahl an implementierten Modi, und die USB-Version ist keine zuverlässige Aussage über implementierte Modi. Die Modi werden durch ihre Namen und Symbole identifiziert, und die Spezifikation schlägt vor, dass Stecker und Buchsen farblich gekennzeichnet sind (SuperSpeed ​​ist blau gekennzeichnet).

Im Gegensatz zu anderen Datenbussen (wie Ethernet) sind USB-Verbindungen gerichtet; ein Host-Gerät hat "Downstream"-Ports, die mit den "Upstream"-Ports von Geräten verbunden sind. Nur nachgeschaltete Ports liefern Strom; Diese Topologie wurde gewählt, um elektrische Überlastungen und beschädigte Geräte einfach zu verhindern. Daher haben USB-Kabel unterschiedliche Enden: A und B, mit jeweils unterschiedlichen physischen Anschlüssen. Jedes Format hat einen Stecker und eine Buchse, die für jedes der A- und B-Enden definiert sind. USB-Kabel haben normalerweise Stecker an jedem Ende, und die entsprechende Buchse befindet sich normalerweise an einem Computer oder elektronischen Gerät. Die Mini- und Mikroformate können an eine AB-Buchse angeschlossen werden, die entweder einen A- oder einen B-Stecker akzeptiert.

Steckereigenschaften

USB-Verlängerungskabel, Stecker links, Buchse rechts

Die vom USB-Ausschuss spezifizierten Steckverbinder unterstützen eine Reihe der zugrunde liegenden Ziele von USB und spiegeln die Erkenntnisse aus den vielen Steckverbindern wider, die die Computerindustrie verwendet hat. Der weibliche Verbinder angebracht auf dem Host oder Gerät ist der genannte Behälter und der männliche Verbinder an dem Kabel angebracht ist , der angerufene Stecker . Die offiziellen USB-Spezifikationsdokumente definieren auch regelmäßig den Begriff „ männlich“ für den Stecker und „ weiblich“ für die Buchse.

Es ist konstruktionsbedingt schwierig, einen USB-Stecker falsch in seine Buchse einzustecken. Die USB-Spezifikation erfordert, dass Kabelstecker und -buchse markiert sind, damit der Benutzer die richtige Ausrichtung erkennen kann. Der USB-C-Stecker ist jedoch umkehrbar. USB-Kabel und kleine USB-Geräte werden durch die Greifkraft der Buchse in Position gehalten, ohne Schrauben, Clips oder Knauf wie bei anderen Anschlüssen.

Die unterschiedlichen A- und B-Stecker verhindern das versehentliche Anschließen zweier Stromquellen. Ein Teil dieser gerichteten Topologie geht jedoch mit dem Aufkommen von Mehrzweck-USB-Verbindungen (wie USB On-The-Go in Smartphones und USB-betriebene Wi-Fi-Router) verloren, die A-zu-A, B- to-B- und manchmal Y/Splitter-Kabel. Sehen Sie sich die USB - On-The-Go - Anschlüsse Abschnitt unten für eine detailliertere Zusammenfassung Beschreibung.

Es gibt Kabel mit A-Steckern an beiden Enden, was gültig sein kann, wenn das Kabel beispielsweise ein USB-Host-zu-Host-Übertragungsgerät mit zwei Ports enthält.

Haltbarkeit

Die Standard-Steckverbinder wurden robuster als viele frühere Steckverbinder entwickelt. Dies liegt daran, dass USB Hot-Swap-fähig ist und die Anschlüsse häufiger und möglicherweise mit weniger Sorgfalt verwendet werden als frühere Anschlüsse.

Standard-USB hat eine minimale Nennlebensdauer von 1.500 Einsteck- und Entnahmezyklen, die Mini-USB-Buchse erhöht diese auf 5.000 Zyklen und die neueren Micro-USB- und USB-C-Buchsen sind beide für eine Nennlebensdauer von 10.000 Einsteckzyklen ausgelegt und Entfernung. Dazu wurde eine Verriegelung hinzugefügt und die Blattfeder von der Buchse auf den Stecker verlegt, so dass sich der am stärksten beanspruchte Teil auf der Kabelseite des Anschlusses befindet. Diese Änderung wurde vorgenommen, damit der Stecker des günstigeren Kabels den meisten Verschleiß trägt .

Beim Standard-USB werden die elektrischen Kontakte eines USB-Steckers durch eine angrenzende Kunststoffzunge geschützt, und die gesamte Anschlussbaugruppe wird normalerweise durch eine umschließende Metallhülle geschützt.

Die Hülse des Steckers kontaktiert die Buchse vor einem der internen Stifte. Das Gehäuse ist normalerweise geerdet, um statische Elektrizität abzuleiten und die Drähte innerhalb des Verbinders abzuschirmen.

Kompatibilität

Der USB-Standard legt Toleranzen für konforme USB-Anschlüsse fest, um physikalische Inkompatibilitäten bei Anschlüssen verschiedener Hersteller zu minimieren. Die USB-Spezifikation legt auch Grenzen für die Größe eines Anschlussgeräts im Bereich seines Steckers fest, damit benachbarte Ports nicht blockiert werden. Kompatible Geräte müssen entweder den Größenbeschränkungen entsprechen oder ein kompatibles Verlängerungskabel unterstützen, das dies tut.

Pinbelegungen

USB 2.0 verwendet zwei Drähte für die Stromversorgung (V BUS und GND) und zwei für differenzielle serielle Datensignale . Die GND-Anschlüsse von Mini- und Mikrosteckverbindern wurden von Pin #4 auf Pin #5 verlegt, während ihr Pin #4 als ID-Pin für die Host-/Client-Identifizierung unterwegs dient.

USB 3.0 bietet zwei zusätzliche differentielle Paare (vier Drähte, SSTx+, SSTx−, SSRx+ und SSRx−) und ermöglicht Vollduplex- Datenübertragungen mit SuperSpeed , was es ähnlich wie Serial ATA oder Single-Lane- PCI Express macht .

Standard-, Mini- und Micro-USB-Stecker stirnseitig dargestellt, nicht maßstabsgetreu. Weiße Bereiche stellen Hohlräume dar. Die Stecker sind oben mit USB-Logo abgebildet.
Micro-B SuperSpeed-Stecker
  1. Strom (V- BUS , 5 V)
  2. Daten− (D−)
  3. Daten+ (D+)
  4. ID (unterwegs)
  5. Masse
  6. SuperSpeed-Sende− (SSTx−)
  7. SuperSpeed-Senden+ (SSTx+)
  8. Masse
  9. SuperSpeed-Empfang− (SSRx−)
  10. SuperSpeed-Empfang+ (SSRx+)
Typ-A- und -B-Pinbelegung
Stift Name Drahtfarbe Beschreibung
1 V- BUS Rot oder Orange +5 V
2 D− Weiß oder Gold Daten−
3 D+ Grün Daten+
4 Masse Schwarz oder Blau Boden
Mini/Micro-A und -B Pinbelegung
Stift Name Drahtfarbe Beschreibung
1 V- BUS rot +5 V
2 D− Weiß Daten−
3 D+ Grün Daten+
4 ICH WÜRDE Kein Draht On-The-Go ID unterscheidet Kabelenden:
  • "A" Stecker (Host): verbunden mit GND
  • Stecker "B" (Gerät): nicht angeschlossen
5 Masse Schwarz Signalmasse

Farben

Ein gelber USB-Anschluss nur zum Laden an einem USB 3.0-Switch an der Vorderseite mit Kartenleser
Ein blauer Standard-A-USB-Anschluss an einem Sagemcom F@ST 3864OP ADSL-Modemrouter ohne eingebaute USB 3.0-Kontakte
Übliche USB-Farbcodierung
Farbe Standort Beschreibung
Schwarz oder weiß Anschlüsse und Stecker Typ-A oder Typ-B
Blau ( Pantone 300C) Anschlüsse und Stecker Typ-A oder Typ-B, SuperSpeed
Blaugrün Anschlüsse und Stecker Typ-A oder Typ-B, SuperSpeed+
Grün Anschlüsse und Stecker Typ-A oder Typ-B, Qualcomm Quick Charge (QC)
Violett Nur Stecker Typ-A oder USB-C, Huawei SuperCharge
Gelb oder Rot Nur Ports Hochstrom oder Sleep-and-Charge
Orange Nur Ports Steckverbinder mit hoher Haltekraft, hauptsächlich verwendet auf industrieller Hardware

USB-Anschlüsse und -Anschlüsse sind oft farbcodiert, um ihre verschiedenen Funktionen und USB-Versionen zu unterscheiden. Diese Farben sind nicht Teil der USB-Spezifikation und können je nach Hersteller variieren; Beispielsweise schreibt die USB 3.0-Spezifikation eine angemessene Farbcodierung vor, während sie nur blaue Einsätze für Standard-A-USB-3.0-Anschlüsse und -Stecker empfiehlt.

Steckertypen

Die USB-Anschlusstypen vervielfachten sich im Laufe der Spezifikation. Die ursprüngliche USB-Spezifikation detailliert Standard-A- und Standard-B-Stecker und -Buchsen. Die Anschlüsse waren unterschiedlich, sodass Benutzer nicht eine Computerbuchse an eine andere anschließen konnten. Die Datenpins in den Standardsteckern sind gegenüber den Powerpins versenkt, damit das Gerät hochfahren kann, bevor eine Datenverbindung aufgebaut wird. Einige Geräte arbeiten in unterschiedlichen Modi, je nachdem, ob die Datenverbindung hergestellt ist. Ladestationen liefern Strom und enthalten kein Host-Gerät oder Daten-Pins, sodass jedes fähige USB-Gerät über ein Standard-USB-Kabel aufgeladen oder betrieben werden kann. Ladekabel bieten Stromverbindungen, aber keine Daten. Bei einem Nur-Lade-Kabel werden die Datenleitungen am Geräteende kurzgeschlossen, andernfalls kann das Gerät das Ladegerät als ungeeignet zurückweisen.

Standardanschlüsse

Pinbelegung von Typ-A- und Typ-B-Steckern, stirnseitig gesehen
  • Der Typ-A-Stecker. Dieser Stecker hat einen länglichen rechteckigen Querschnitt, wird in eine Typ-A-Buchse an einem Downstream-Port eines USB-Hosts oder -Hubs eingesteckt und überträgt sowohl Strom als auch Daten. Unverlierbare Kabel an USB-Geräten wie Tastaturen oder Mäusen enden mit einem Typ-A-Stecker.
  • Der Typ-B-Stecker: Dieser Stecker hat einen nahezu quadratischen Querschnitt mit abgeschrägten oberen Außenecken. Als Teil eines abnehmbaren Kabels wird es in einen Upstream-Port eines Geräts, beispielsweise eines Druckers, eingesteckt. Bei einigen Geräten hat die Typ-B-Buchse keine Datenverbindungen und wird ausschließlich zum Annehmen von Strom vom Upstream-Gerät verwendet. Dieses Schema vom Typ mit zwei Anschlüssen (A/B) verhindert, dass ein Benutzer versehentlich eine Schleife erstellt.

Der maximal zulässige Querschnitt der Umspritzmuffe (die Teil des für seine Handhabung verwendeten Steckverbinders ist) beträgt 16 x 8 mm (0,63 x 0,31 in) für den Standard-A-Steckertyp, während er für den Typ-B 11,5 . beträgt um 10,5 mm (0,45 x 0,41 Zoll).

Mini-Anschlüsse

Mini-A (links) und Mini-B (rechts) Stecker

Mini-USB-Anschlüsse wurden zusammen mit USB 2.0 im April 2000 für die Verwendung mit kleineren Geräten wie Digitalkameras , Smartphones und Tablet-Computern eingeführt . Der Mini-A-Anschluss und der Mini-AB-Buchsenanschluss sind seit Mai 2007 veraltet . Mini-B-Anschlüsse werden weiterhin unterstützt, sind jedoch nicht On-The-Go- kompatibel; der Mini-B-USB-Anschluss war Standard für die Datenübertragung zu und von den frühen Smartphones und PDAs. Sowohl Mini-A- als auch Mini-B-Stecker sind ungefähr 3 x 7 mm (0,12 x 0,28 Zoll) groß.

Mikrosteckverbinder

Micro-A-Stecker
Micro-B-Stecker

Micro-USB-Anschlüsse, die am 4. Januar 2007 von der USB-IF angekündigt wurden , haben eine ähnliche Breite wie Mini-USB, aber etwa die Hälfte der Dicke, sodass sie in dünnere tragbare Geräte integriert werden können. Der Micro-A-Anschluss ist 6,85 x 1,8 mm (0,270 x 0,071 Zoll) mit einer maximalen Umspritzung von 11,7 x 8,5 mm (0,46 x 0,33 Zoll) groß, während der Micro-B-Anschluss 6,85 x 1,8 mm (0,270 x 0,071 Zoll) groß ist ) mit einer maximalen Overmold-Größe von 10,6 x 8,5 mm (0,42 x 0,33 Zoll).

Die dünneren Micro-USB-Anschlüsse sollten die Mini-Anschlüsse in seit Mai 2007 hergestellten Geräten ersetzen, darunter Smartphones , PDAs und Kameras.

Das Micro-Steckerdesign ist für mindestens 10.000 Steck- und Trennzyklen ausgelegt, das ist mehr als das Mini-Steckerdesign. Der Micro-Anschluss wurde auch entwickelt, um den mechanischen Verschleiß des Geräts zu reduzieren; stattdessen trägt das leichter zu ersetzende Kabel den mechanischen Verschleiß beim Verbinden und Trennen. Die Spezifikation für Universal Serial Bus Micro-USB-Kabel und -Steckverbinder beschreibt die mechanischen Eigenschaften von Micro-A- Steckern , Micro-AB-Buchsen (die sowohl Micro-A- als auch Micro-B-Stecker akzeptieren), doppelseitige Micro-USB- und Micro-B-Stecker und Buchsen, zusammen mit einer Standard-A-Buchse auf einen Micro-A-Steckeradapter.

OMTP-Standard

Micro-USB wurde 2007 von der Mobilfunkanbietergruppe Open Mobile Terminal Platform (OMTP) als Standardanschluss für Daten und Stromversorgung von Mobilgeräten empfohlen.

Micro-USB wurde im Oktober 2009 von der International Telecommunication Union (ITU) als "Universal Charging Solution" anerkannt .

In Europa wurde Micro-USB zur definierten gemeinsamen externen Stromversorgung (EPS) für die Verwendung mit in der EU verkauften Smartphones, und 14 der weltweit größten Mobiltelefonhersteller unterzeichneten das gemeinsame EPS Memorandum of Understanding (MoU) der EU. Apple , einer der ursprünglichen MoU-Unterzeichner, stellt Micro-USB-Adapter – wie im Common EPS MoU erlaubt – für seine iPhones zur Verfügung, die mit Apples proprietärem 30-Pin-Dock-Anschluss oder (später) Lightning-Anschluss ausgestattet sind . nach CEN , CENELEC und ETSI .

USB 3.x-Anschlüsse und Abwärtskompatibilität

USB 3.0 Micro-B SuperSpeed-Stecker

USB 3.0 führte Typ-A-SuperSpeed-Stecker und -Buchsen sowie Mikro-Typ-B-SuperSpeed-Stecker und -Buchsen ein. Die 3.0-Buchsen sind abwärtskompatibel mit den entsprechenden Steckern vor 3.0.

USB 3.x- und USB 1.x-Typ-A-Stecker und -Buchsen sind so konzipiert, dass sie zusammenarbeiten. Um die SuperSpeed ​​von USB 3.0 (und SuperSpeed+ für USB 3.1 Gen 2) zu erreichen, werden dem ungenutzten Bereich des ursprünglichen 4-poligen USB 1.0-Designs 5 zusätzliche Pins hinzugefügt, wodurch USB 3.0 Typ-A-Stecker und -Buchsen abwärtskompatibel zu denen von USB werden 1.0.

Geräteseitig kommt ein modifizierter Micro-B-Stecker (Micro-B SuperSpeed) zum Einsatz, um die fünf zusätzlichen Pins zu berücksichtigen, die zur Erzielung der USB-3.0-Eigenschaften benötigt werden (auch USB-C-Stecker verwendbar). Der USB 3.0 Micro-B Stecker besteht effektiv aus einem Standard USB 2.0 Micro-B Kabelstecker, mit einem zusätzlichen 5-poligen Stecker, der seitlich "gestapelt" ist. Auf diese Weise können Kabel mit kleineren 5-Pin USB 2.0 Micro-B Steckern in Geräte mit 10 Kontakt USB 3.0 Micro-B Buchsen eingesteckt werden und eine Abwärtskompatibilität erreicht werden.

USB-Kabel gibt es mit verschiedenen Steckerkombinationen an jedem Ende des Kabels, wie unten in der USB-Kabelmatrix dargestellt .

USB 3.0 B-Stecker
USB 3.0 B-Stecker

USB On-The-Go-Anschlüsse

USB On-The-Go (OTG) führt das Konzept eines Geräts ein, das sowohl Master- als auch Slave-Rollen übernimmt. Alle aktuellen OTG-Geräte müssen über einen und nur einen USB-Anschluss verfügen: eine Micro-AB-Buchse. (In der Vergangenheit, vor der Entwicklung von Micro-USB, verwendeten On-The-Go-Geräte Mini- AB-Buchsen).

Die Micro-AB-Buchse kann sowohl Micro-A- als auch Micro-B-Stecker aufnehmen, die an alle legalen Kabel und Adapter gemäß der Definition in Revision 1.01 der Micro-USB-Spezifikation angeschlossen sind.

Damit Typ-AB-Buchsen erkennen können, welches Ende eines Kabels eingesteckt ist, haben Stecker zusätzlich zu den vier Kontakten in Standard-USB-Anschlüssen einen "ID"-Pin. Dieser ID-Pin ist bei Typ-A-Steckern mit GND verbunden und bei Typ-B-Steckern nicht verbunden. Normalerweise wird ein Pull-Up-Widerstand im Gerät verwendet, um das Vorhandensein oder Fehlen einer ID-Verbindung zu erkennen.

Das OTG-Gerät mit eingestecktem A-Stecker wird als A-Gerät bezeichnet und ist bei Bedarf für die Stromversorgung der USB-Schnittstelle verantwortlich und übernimmt standardmäßig die Rolle des Hosts. Das OTG-Gerät mit eingestecktem B-Stecker wird als B-Gerät bezeichnet und übernimmt standardmäßig die Rolle des Peripheriegeräts. Ein OTG-Gerät ohne eingesteckten Stecker fungiert standardmäßig als B-Gerät. Wenn eine Anwendung auf dem B-Gerät die Rolle des Hosts erfordert, wird das Host Negotiation Protocol (HNP) verwendet, um die Host-Rolle vorübergehend auf das B-Gerät zu übertragen.

OTG-Geräte, die entweder an ein Nur-Peripherie-B-Gerät oder einen Standard-/Embedded-Host angeschlossen sind, haben ihre Rolle durch das Kabel festgelegt, da es in diesen Szenarien nur möglich ist, das Kabel in eine Richtung anzuschließen.

USB-C

Der USB-C- Stecker
USB-Kabel mit USB-C-Stecker und USB-C-Anschluss an einem Laptop

Ungefähr zeitgleich mit der USB-3.1-Spezifikation entwickelt, aber im Unterschied zu dieser, wurde die USB-C-Spezifikation 1.0 im August 2014 finalisiert und definiert einen neuen kleinen, umkehrbaren Steckverbinder für USB-Geräte. Der USB-C-Stecker lässt sich sowohl mit Hosts als auch mit Geräten verbinden und ersetzt verschiedene Typ-A- und Typ-B-Anschlüsse und -Kabel durch einen zukunftssicheren Standard.

Der doppelseitige 24-Pin-Anschluss bietet vier Strom-Masse-Paare, zwei differenzielle Paare für den USB 2.0-Datenbus (obwohl nur ein Paar in einem USB-C-Kabel implementiert ist), vier Paare für den SuperSpeed-Datenbus (nur zwei Paare werden verwendet im USB-3.1-Modus), zwei "Seitenband-Nutzungs" -Pins , V CONN +5 V-Strom für aktive Kabel und ein Konfigurations-Pin für die Erkennung der Kabelausrichtung und einen dedizierten Biphase Mark Code (BMC)-Konfigurationsdatenkanal. Typ-A- und Typ-B-Adapter und -Kabel sind erforderlich, damit ältere Geräte an USB-C-Hosts angeschlossen werden können. Adapter und Kabel mit USB-C-Buchse sind nicht erlaubt.

USB-C 3.1-Kabel mit vollem Funktionsumfang sind elektronisch gekennzeichnete Kabel, die einen vollständigen Kabelsatz und einen Chip mit einer ID-Funktion basierend auf dem Konfigurationsdatenkanal und herstellerdefinierten Nachrichten (VDMs) der USB Power Delivery 2.0- Spezifikation enthalten. USB-C-Geräte unterstützen auch Stromströme von 1,5 A und 3,0 A über den 5-V-Strombus zusätzlich zu 900 mA als Basislinie; Geräte können entweder einen erhöhten USB-Strom über die Konfigurationsleitung aushandeln oder die vollständige Power Delivery-Spezifikation unterstützen, indem sie sowohl eine BMC-codierte Konfigurationsleitung als auch eine ältere BFSK- codierte V- BUS- Leitung verwenden.

Anschlüsse für Host- und Geräteschnittstellen

USB-Stecker passen in eine Buchse mit bemerkenswerten Ausnahmen für die Unterstützung von USB On-The-Go "AB" und die allgemeine Abwärtskompatibilität von USB 3.0, wie gezeigt.

Stecktabelle für USB-Stecker (Abbildungen nicht maßstabsgetreu)
Stecker
Behälter
USB-A
USB Typ-A.svg
USB 3.0 A SS
USB 3.0 Typ-A blue.svg
USB-B
USB Typ-B.svg
USB 3.0 B SS
USB 3.0 Typ-B blau.svg
USB Mini-A
USB Mini-A.svg
USB-Mini-B
USB Mini-B.svg
USB Micro-A
USB Micro-A.svg
USB Micro-B
USB Micro-B.svg
USB 3.0 Micro-B
USB 3.0 Micro-B.svg
USB-C
USB-Typ-C-Stecker pinout.svg
USB-A
USB-Typ-A-Buchse.svg
Jawohl Nur Nicht-
SuperSpeed
Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein
USB 3.0 A SS
USB 3.0 Typ-A Buchse blue.svg
Nur Nicht-
SuperSpeed
Jawohl Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein
USB-B
USB Typ-B-Buchse.svg
Nein Nein Jawohl Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein
USB 3.0 B SS
USB 3.0 Typ-B-Buchse blue.svg
Nein Nein Nur Nicht-
SuperSpeed
Jawohl Nein Nein Nein Nein Nein Nein
USB Mini-A
USB Mini-A-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Veraltet Nein Nein Nein Nein Nein
USB Mini-AB
USB Mini-AB-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Veraltet Veraltet Nein Nein Nein Nein
USB-Mini-B
USB Mini-B-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Nein Jawohl Nein Nein Nein Nein
USB Micro-AB
USB Micro-AB-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Nein Nein Jawohl Jawohl Nein Nein
USB Micro-B
USB Micro-B-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Jawohl Nein Nein
USB 3.0 Micro-B SS
USB 3.0 Micro-B-Buchse.svg
Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nur Nicht-
SuperSpeed
Jawohl Nein
USB-C
USB-Typ-C-Buchse Pinout.svg
Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Jawohl
^1 Es wurde nie eine entsprechende Micro-A-Buchse entwickelt.
Tabelle der USB-Kabel
Stecker, jedes Ende USB-A
USB Typ-A.svg
USB Mini-A
USB Mini-A.svg
USB Micro-A
USB Micro-A.svg
USB-B
USB Typ-B.svg
USB-Mini-B
USB Mini-B.svg
USB Micro-B
USB Micro-B.svg
USB 3.0 Micro-B
USB 3.0 Micro-B.svg
USB-C
USB-Typ-C-Stecker pinout.svg
USB-A
USB Typ-A.svg
Proprietär,
gefährlich
Proprietär,
gefährlich
Proprietär,
gefährlich
Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl Jawohl
USB Mini-A
USB Mini-A.svg
Nein Nein Veraltet Veraltet Nicht-
Standard
Nein Nein
USB Micro-A
USB Micro-A.svg
Nein Nicht-
Standard
Nicht-
Standard
Jawohl Nein Nein
USB-B
USB Typ-B.svg
Nein Nein Nein Nein Jawohl
USB-Mini-B
USB Mini-B.svg
OTG nicht-
standard
OTG nicht-
standard
Nein Jawohl
USB Micro-B
USB Micro-B.svg
OTG nicht-
standard
Nein Jawohl
USB 3.0 Micro-B
USB 3.0 Micro-B.svg
OTG nicht-
standard
Jawohl
USB-C
USB-Typ-C-Buchse Pinout.svg
Jawohl
  Proprietär, gefährlich
Existiert für spezielle proprietäre Zwecke , ist nicht mit USB-IF-kompatiblen Geräten kompatibel und kann beim Einstecken beide Geräte beschädigen Standard-A-Buchse entspricht den USB-Spezifikationen. Andere Kombinationen von Anschlüssen sind nicht konform.
Es gibt A-zu-A-Baugruppen, die als Kabel bezeichnet werden (wie das Easy Transfer Cable ); Diese haben jedoch ein Paar USB-Geräte in der Mitte, was sie zu mehr als nur Kabeln macht.
  Nicht standardmäßig
Die USB-Standards listen nicht alle Kombinationen mit einem A-Typ- und einem B-Typ-Stecker auf, aber die meisten dieser Kabel haben gute Chancen, zu funktionieren.
  OTG nicht standardmäßig
Allgemein erhältliche "OTG"-Kabel, die den weit verbreiteten Missbrauch von Micro-B- und Mini-B-Buchsen für OTG-Geräte, z. B. Smartphones, beheben (im Gegensatz zu Micro-AB und Mini-AB, die beide Stecker akzeptieren). Obwohl sie nicht den USB-Standards entsprechen , stellen diese Kabel zumindest keine Gefahr von Geräteschäden dar, da Ports vom Typ B an Geräten standardmäßig nicht mit Strom versorgt werden.
  Veraltet
Einige ältere Geräte und Kabel mit Mini-A-Anschlüssen wurden von USB-IF zertifiziert. Der Mini-A-Stecker ist veraltet: Es werden keine neuen Mini-A-Stecker und weder Mini-A- noch Mini-AB-Buchsen zertifiziert.
Hinweis: Mini-B ist nicht veraltet, obwohl es seit der Einführung von Micro-B immer weniger verwendet wird. Micro-B ist nicht gleich USB Typ B. Micro-B hat ein Kabel mehr als USB Typ B.

Proprietäre Konnektoren und Formate

Hersteller von persönlichen elektronischen Geräten verwenden aus technischen oder Marketinggründen möglicherweise keinen USB-Standardanschluss an ihrem Produkt. Einige Hersteller wie Apple bieten proprietäre Kabel an, mit denen ihre Geräte physisch an einen USB-Standardanschluss angeschlossen werden können. Die volle Funktionalität von proprietären Ports und Kabeln mit USB-Standardports ist nicht gewährleistet; Einige Geräte verwenden beispielsweise den USB-Anschluss nur zum Laden des Akkus und implementieren keine Datenübertragungsfunktionen.

Verkabelung

Ein USB-Twisted Pair, bei dem die Data+- und Data−- Leiter in einer Doppelhelix miteinander verdrillt sind . Die Adern sind von einer weiteren Schirmschicht umschlossen.

Die von niedrigen, vollen und hohen Geschwindigkeiten verwendeten D±-Signale werden über ein verdrilltes Paar (normalerweise ungeschirmt) übertragen, um Rauschen und Übersprechen zu reduzieren . Superspeed verwendet getrennte Sende- und Empfangs - Differentialpaaren , die zusätzlich erfordern Abschirmung (typischerweise verdrillte abgeschirmte aber Twinax wird auch von der Beschreibung erwähnt). Um die SuperSpeed-Datenübertragung zu unterstützen, enthalten Kabel also doppelt so viele Adern und haben daher einen größeren Durchmesser.

Der USB 1.1-Standard legt fest, dass ein Standardkabel eine maximale Länge von 5 Metern (16 ft 5 in) bei Geräten mit voller Geschwindigkeit (12 Mbit/s) und eine maximale Länge von 3 Metern (9 ft 10 in) mit Geräte mit niedriger Geschwindigkeit (1,5 Mbit/s).

USB 2.0 bietet eine maximale Kabellänge von 5 Metern (16 ft 5 in) für Geräte mit hoher Geschwindigkeit (480 Mbit/s). Der Hauptgrund für diese Grenze ist die maximal zulässige Umlaufverzögerung von etwa 1,5 μs. Wenn USB-Host-Befehle vom USB-Gerät innerhalb der zulässigen Zeit nicht beantwortet werden, betrachtet der Host den Befehl als verloren. Wenn die Reaktionszeit von USB-Geräten, Verzögerungen von der maximalen Anzahl von Hubs zu den Verzögerungen von Verbindungskabeln addiert werden, beträgt die maximal akzeptable Verzögerung pro Kabel 26 ns. Die USB 2.0-Spezifikation verlangt, dass die Kabelverzögerung weniger als 5,2 ns/m (1,6 ns/ft) ( 192 000 km/s) beträgt – was nahe an der maximal erreichbaren Übertragungsgeschwindigkeit für Standard-Kupferkabel liegt.

Der USB 3.0-Standard legt keine direkte maximale Kabellänge fest, sondern verlangt nur, dass alle Kabel einer elektrischen Spezifikation entsprechen: Für Kupferkabel mit AWG  26-Drähten beträgt die maximale praktische Länge 3 Meter (9 ft 10 in).

Leistung

USB-Stromversorgungsstandards
Spezifikation Strom Stromspannung Leistung max.)
Low-Power-Gerät 100 mA 5 V 0,50 W
SuperSpeed-Gerät (USB 3.0) mit geringem Stromverbrauch 150 mA 5 V 0,75 W
Hochleistungsgerät 500 mA 5 V 2,5 W
Hochleistungs-SuperSpeed-Gerät (USB 3.0) 900 mA 5 V 4,5 W
Mehrspuriges SuperSpeed-Gerät (USB 3.2 Gen x2) 1,5 A 5 V 7,5 W
Akkuladung (BC) 1,1 1,5 A 5 V 7,5 W
Akkuladung (BC) 1,2 5 A 5 V 25 W
USB-C 1,5 A 5 V 7,5 W
3 A 5 V 15 W
Stromversorgung 1.0 Micro-USB 3 A 20 V 60 W
Leistungsabgabe 1.0 Typ-A/B 5 A 20 V 100 W
Stromversorgung 2.0/3.0 Typ-C 5 A 20 V 100 W
Stromversorgung 3.1 Typ-C 5 A 48 V 240 W

USB liefert Strom mit 5 V ± 5 %, um USB-Downstream-Geräte mit Strom zu versorgen. Um Spannungsabfälle zu berücksichtigen, wird die Spannung am Hub-Port im Bereich4,40–5,25 V über USB 2.0 und4,45–5,25 V über USB 3.0. Die Konfigurations- und Low-Power-Funktionen der Geräte müssen bei USB 2.0 bis zu 4,40 V am Hub-Port funktionieren, und die Konfigurations-, Low-Power- und High-Power-Funktionen dieser Geräte müssen bei USB 3.0 bis zu 4,00 V am Geräte-Port funktionieren.

Der Grenzwert für die Leistungsaufnahme des Geräts wird in Bezug auf eine Einheitslast von 100 mA bzw. 150 mA für SuperSpeed-Geräte angegeben. Geräte mit geringem Stromverbrauch dürfen höchstens 1 Einheitslast verbrauchen, und alle Geräte müssen vor der Konfiguration als Geräte mit niedrigem Stromverbrauch fungieren. Ein Gerät mit hoher Leistung muss konfiguriert werden, danach kann es bis zu 5 Einheitslasten (500 mA) bzw erhältlich).

Ein busbetriebener Hub ist ein Hochleistungsgerät, das Ports mit geringem Stromverbrauch bereitstellt. Es zieht 1 Einheitslast für den Hub-Controller und 1 Einheitslast für jeden der höchstens 4 Ports. Der Hub kann anstelle von Ports auch einige nicht entfernbare Funktionen haben. Ein Hub mit eigener Stromversorgung ist ein Gerät, das Hochleistungsanschlüsse bereitstellt. Optional kann der Hub-Controller Strom für seinen Betrieb als Low-Power-Gerät beziehen, aber alle High-Power-Ports beziehen den Eigenstrom des Hubs.

Wo Geräte (z. B. Hochgeschwindigkeits-Plattenlaufwerke) mehr Strom benötigen, als ein Hochleistungsgerät aufnehmen kann, funktionieren sie, wenn überhaupt, unregelmäßig über den Busstrom eines einzelnen Ports. USB sorgt für diese Geräte als autark. Solche Geräte können jedoch mit einem Y-förmigen Kabel mit zwei USB-Steckern (einer für Strom und Daten, der andere nur für Strom) geliefert werden, um als zwei Geräte Strom zu ziehen. Ein solches Kabel ist kein Standard, wobei die USB-Konformitätsspezifikation besagt, dass "die Verwendung eines 'Y'-Kabels (ein Kabel mit zwei A-Steckern) an jedem USB-Peripheriegerät verboten ist", was bedeutet, dass "wenn ein USB-Peripheriegerät mehr Strom benötigt" als es die USB-Spezifikation erlaubt, für die es entwickelt wurde, muss es selbst mit Strom versorgt werden."

Aufladen des USB-Akkus

USB Battery Charging ( BC ) definiert einen Ladeanschluss , der ein Downstream-Ladeanschluss (CDP) mit Daten oder ein dedizierter Ladeanschluss (DCP) ohne Daten sein kann. An USB-Netzteilen befinden sich dedizierte Ladeanschlüsse, um angeschlossene Geräte und Akkus zu betreiben. Ladeanschlüsse auf einem Host mit beiden Arten werden beschriftet.

Das Ladegerät identifiziert einen Ladeanschluss durch Nicht-Daten-Signalisierung an den Anschlüssen D+ und D–. Ein dedizierter Ladeanschluss legt einen Widerstand von nicht mehr als 200 Ω über die Anschlüsse D+ und D–.

Gemäß der Basisspezifikation muss jedes Gerät, das an einen Standard-Downstream-Port (SDP) angeschlossen ist, zunächst ein Gerät mit geringem Stromverbrauch sein, wobei der High-Power-Modus von der späteren USB-Konfiguration durch den Host abhängt. Ladeanschlüsse können jedoch sofort zwischen 0,5 und 1,5 A Strom liefern. Der Ladeanschluss darf keine Strombegrenzung unter 0,5 A anwenden und darf nicht unter 1,5 A abschalten oder bevor die Spannung auf 2 V abfällt.

Da diese Ströme höher sind als im ursprünglichen Standard, verringert der zusätzliche Spannungsabfall im Kabel die Rauschgrenzen, was zu Problemen bei der Hochgeschwindigkeitssignalisierung führt. Die Batterieladespezifikation 1.1 legt fest, dass Ladegeräte die Stromaufnahme der Busleistung während der Hochgeschwindigkeitssignalisierung dynamisch begrenzen müssen; 1.2 legt fest, dass Ladegeräte und Anschlüsse so ausgelegt sein müssen, dass sie die höhere Erdspannungsdifferenz bei der Hochgeschwindigkeitssignalisierung tolerieren.

Revision 1.2 der Spezifikation wurde 2010 veröffentlicht. Sie führte mehrere Änderungen und erhöhte Grenzwerte ein, darunter 1,5 A beim Laden von Downstream-Ports für unkonfigurierte Geräte – ermöglicht Hochgeschwindigkeitskommunikation bei einem Strom von bis zu 1,5 A und einem maximalen Strom von 5 A. Außerdem wurde die Unterstützung für die Erkennung von Ladeanschlüssen über Widerstandsmechanismen entfernt.

Bevor die Batterieladespezifikation definiert wurde, gab es für das tragbare Gerät keine standardisierte Möglichkeit, die verfügbare Stromstärke abzufragen. Zum Beispiel zeigen die iPod- und iPhone- Ladegeräte von Apple den verfügbaren Strom durch Spannungen auf den Leitungen D− und D+ an. Bei D+ = D− = 2,0 V kann das Gerät bis zu 900 mA ziehen. Bei D+ = 2,0 V und D− = 2,8 V kann das Gerät bis zu 1 A Strom ziehen. Bei D+ = 2,8 V und D− = 2,0 V kann das Gerät bis zu 2 A Strom ziehen.

Zubehörladeadapter (ACA)

Tragbare Geräte mit einem USB-On-The-Go- Port möchten möglicherweise gleichzeitig ein USB-Peripheriegerät aufladen und darauf zugreifen, aber mit nur einem einzigen Port (sowohl aufgrund des On-The-Go- als auch des Platzbedarfs) wird dies verhindert. Zubehörladeadapter (ACA) sind Geräte, die eine mobile Verbindung zwischen Host und Peripheriegerät für unterwegs mit Strom versorgen.

ACAs haben drei Ports: den OTG-Port für das tragbare Gerät, der einen Micro-A-Stecker an einem unverlierbaren Kabel haben muss; der Zubehöranschluss, der über eine Micro-AB- oder Typ-A-Buchse verfügen muss; und der Ladeanschluss, der über eine Micro-B-Buchse oder einen Typ-A-Stecker oder ein Ladegerät an einem unverlierbaren Kabel verfügen muss. Der ID-Pin des OTG-Ports ist nicht wie üblich mit dem Stecker verbunden, sondern mit dem ACA selbst, wo Signale außerhalb des OTG-Floating- und Ground-States zur ACA-Erkennung und Zustandssignalisierung verwendet werden. Der Ladeanschluss leitet keine Daten weiter, verwendet jedoch die D±-Signale zur Erkennung des Ladeanschlusses. Der Zubehöranschluss funktioniert wie jeder andere Anschluss. Bei entsprechender Signalisierung durch den ACA kann das tragbare Gerät über den Busstrom aufgeladen werden, als ob ein Ladeanschluss vorhanden wäre; alle OTG-Signale über die Busspannung werden stattdessen über das ID-Signal an das tragbare Gerät weitergeleitet. Busstrom wird dem Zubehöranschluss auch transparent vom Ladeanschluss bereitgestellt.

USB-Stromversorgung

Das USB-Typ-C- Ladelogo ( USB4- Port mit 20 Gbit / s)
USB PD Rev. 1.0 Quellprofile
Profil +5 V +12 V +20 V
0 Reserviert
1 2,0 A, 10 W N / A N / A
2 1,5 A, 18 W
3 3,0 A, 36 W
4 3,0 A, 60 W
5 5,0 A, 60 W 5,0 A, 100 W
USB-PD-Rev. 2.0/3.0-Quellenleistungsregeln
Ausgangsleistung der Quelle
(W)
Strom, bei: (A)
+5 V +9 V +15 V +20 V
0,5–15 0,1–3,0 N / A N / A N / A
15–27 3,0
(15 W)
1,67–3,0
27–45 3,0
(27W)
1,8–3,0
45–60 3,0
(45W)
2,25–3,0
60–100 3,0–5,0
Leistungsregel der USB Power Delivery Revision 3.0, Version 1.2

Im Juli 2012 gab die USB Promoters Group die Finalisierung der USB Power Delivery ( PD )-Spezifikation (USB PD Rev. 1) bekannt, einer Erweiterung, die die Verwendung zertifizierter PD-fähiger USB-Kabel mit Standard-USB-Typ-A- und Typ-B-Anschlüssen vorschreibt liefern mehr Leistung (mehr als 7,5 W) an Geräte mit höherem Leistungsbedarf. Geräte können höhere Ströme und Versorgungsspannungen von konformen Hosts anfordern – bis zu 2 A bei 5 V (bei einer Leistungsaufnahme von bis zu 10 W) und optional bis zu 3 A oder 5 A bei entweder 12 V (36 W oder 60 W .). ) oder 20 V (60 W oder 100 W). In allen Fällen werden sowohl Host-to-Device- als auch Device-to-Host-Konfigurationen unterstützt.

Die Absicht ist, Laptops, Tablets, USB-betriebene Festplatten und ähnlich leistungsstärkere Unterhaltungselektronik als natürliche Erweiterung bestehender europäischer und chinesischer Mobiltelefonladestandards einheitlich aufzuladen. Dies kann sich auch auf die Art und Weise auswirken, wie elektrischer Strom für Kleingeräte übertragen und sowohl in Wohngebäuden als auch in öffentlichen Gebäuden verwendet wird. Der Standard ist so konzipiert, dass er mit der vorherigen USB-Akkuladespezifikation koexistiert .

Die erste Power Delivery-Spezifikation definierte sechs feste Leistungsprofile für die Stromquellen. PD-fähige Geräte implementieren ein flexibles Energieverwaltungsschema, indem sie über einen bidirektionalen Datenkanal mit der Stromquelle verbunden sind und eine bestimmte elektrische Leistung anfordern, die je nach unterstütztem Profil bis zu 5 A und 20 V variabel ist. Das Leistungskonfigurationsprotokoll verwendet einen 24 MHz BFSK- codierten Übertragungskanal auf der V BUS- Leitung.

Die Version 2.0 der USB Power Delivery-Spezifikation (USB PD Rev. 2.0) wurde als Teil der USB 3.1-Suite veröffentlicht. Es deckt das USB-C-Kabel und den Stecker mit einem separaten Konfigurationskanal ab, der jetzt einen DC-gekoppelten Niederfrequenz- BMC- codierten Datenkanal beherbergt, der die Möglichkeiten für HF-Störungen reduziert . Die Power Delivery-Protokolle wurden aktualisiert, um USB-C-Funktionen wie Kabel-ID-Funktion, Wechselmodus- Aushandlung, erhöhte V BUS- Ströme und V CONN- betriebenes Zubehör zu ermöglichen.

Ab Version 2.0 der USB Power Delivery-Spezifikation, Version 1.2, sind die sechs festen Stromprofile für Stromquellen veraltet. USB PD Power Rules ersetzen Leistungsprofile und definieren vier normative Spannungspegel bei 5 V, 9 V, 15 V und 20 V. Anstelle von sechs festen Profilen können Netzteile jede maximale Quellenausgangsleistung von 0,5 W bis 100 W unterstützen.

Die Version 3.0 der USB Power Delivery-Spezifikation definiert ein programmierbares Stromversorgungsprotokoll (PPS), das eine granulare Steuerung der V BUS- Leistung in 20-mV-Schritten ermöglicht, um das Laden mit konstantem Strom oder konstanter Spannung zu erleichtern. Revision 3.0 fügt außerdem erweiterte Konfigurationsnachrichten und schnellen Rollentausch hinzu und setzt das BFSK-Protokoll als veraltet fort.

Seit April 2016 sind Silizium-Controller von verschiedenen Quellen wie Texas Instruments und Cypress Semiconductor erhältlich . Netzteile, die mit USB-C-basierten Laptops gebündelt sind, unterstützen USB PD. Darüber hinaus ist Zubehör erhältlich, das USB PD Rev. 2.0 bei mehreren Spannungen unterstützt.

Das Logo des zertifizierten USB-Schnellladegeräts für USB-Typ-C-Ladeanschlüsse

Am 8. Januar 2018 kündigte USB-IF das Logo "Certified USB Fast Charger" für Ladegeräte an, die das Protokoll "Programmable Power Supply" (PPS) aus der USB Power Delivery 3.0-Spezifikation verwenden.

Im Mai 2021 hat die USB PD Promoter Group die Revision 3.1 der Spezifikation veröffentlicht. Revision 3.1 fügt höhere Spannungen von 28, 36 und 48 Volt hinzu und liefert bis zu 240 Watt Leistung (48 V bei 5 A). [1]

Vor Power Delivery verwendeten Mobiltelefonhersteller benutzerdefinierte Protokolle, um die 7,5-W-Obergrenze von USB-BCS zu überschreiten. Qualcomms Quick Charge 2.0 kann beispielsweise 18 W bei einer höheren Spannung liefern und VOOC liefert 20 W bei den normalen 5 V. Einige dieser Technologien, wie Quick Charge 4, wurden schließlich wieder mit USB PD kompatibel.

Sleep-and-Charge-Anschlüsse

Ein gelber USB-Anschluss, der für Schlafen und Laden steht

Sleep-and-Charge-USB-Anschlüsse können zum Aufladen elektronischer Geräte verwendet werden, auch wenn der Computer, der die Anschlüsse hostet, ausgeschaltet ist. Normalerweise werden die USB-Anschlüsse ausgeschaltet, wenn ein Computer ausgeschaltet wird. Diese Funktion wurde auch bei einigen Laptop-Dockingstationen implementiert, sodass das Aufladen des Geräts auch dann möglich ist, wenn kein Laptop vorhanden ist. Auf Laptops entlädt das Aufladen von Geräten über den USB-Anschluss, wenn dieser nicht mit Wechselstrom betrieben wird, den Laptop-Akku; Die meisten Laptops verfügen über eine Möglichkeit, den Ladevorgang zu stoppen, wenn der eigene Akkuladestand zu niedrig wird.

Bei Dell-, HP- und Toshiba-Laptops sind die USB-Anschlüsse für den Ruhezustand und das Aufladen mit dem Standard-USB-Symbol mit einem zusätzlichen Blitz- oder Akkusymbol auf der rechten Seite gekennzeichnet. Dell nennt diese Funktion PowerShare , und sie muss im BIOS aktiviert werden. Toshiba nennt es USB Sleep-and-Charge . Auf Laptops von Acer Inc. und Packard Bell sind die USB-Anschlüsse für den Ruhezustand und das Aufladen mit einem nicht standardmäßigen Symbol gekennzeichnet (die Buchstaben USB über einer Batteriezeichnung); die Funktion heißt Power-off USB . Lenovo nennt diese Funktion Always On USB .

Standards für Ladegeräte für Mobilgeräte

In China

Ab dem 14. Juni 2007 müssen alle neuen Mobiltelefone , die in China eine Lizenz beantragen , einen USB-Anschluss als Stromanschluss zum Aufladen des Akkus verwenden. Dies war der erste Standard, der die Konvention zum Kurzschließen von D+ und D– im Ladegerät verwendet.

OMTP/GSMA Universal-Ladelösung

Im September 2007 gab die Open Mobile Terminal Platform Group (ein Forum von Mobilfunknetzbetreibern und Herstellern wie Nokia , Samsung , Motorola , Sony Ericsson und LG ) bekannt, dass sich ihre Mitglieder auf Micro-USB als künftigen gemeinsamen Anschluss für Mobiltelefone geeinigt haben Geräte.

Die GSM Association (GSMA) folgte am 17. Februar 2009 und am 22. April 2009 wurde diese weiter durch die unterstützt CTIA - The Wireless Association , mit der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) am 22. Oktober 2009 bekannt , dass es auch die angenommen hatte Universal Charging Solution als „energieeffiziente One-Charger-fits-all-neue Mobiltelefonlösung“ und fügte hinzu: „Basierend auf der Micro-USB-Schnittstelle werden UCS-Ladegeräte auch eine 4-Sterne- oder höhere Effizienzbewertung aufweisen – bis zu dreimal energieeffizienter als ein Ladegerät ohne Nennleistung."

EU-Smartphone-Stromversorgungsstandard

Im Juni 2009 unterzeichneten viele der weltweit größten Mobiltelefonhersteller ein von der EU gesponsertes Memorandum of Understanding (MoU), in dem vereinbart wurde, die meisten in der Europäischen Union vermarkteten datenfähigen Mobiltelefone mit einer gemeinsamen externen Stromversorgung (gemeinsames EPS) kompatibel zu machen . Die gemeinsame EPS-Spezifikation der EU (EN 62684:2010) verweist auf die USB-Batterieladespezifikation und ähnelt den GSMA/OMTP- und chinesischen Ladelösungen. Im Januar 2011 hat die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) ihre Version des (der EU) gemeinsamen EPS-Standards als IEC 62684:2011 veröffentlicht.

Schnellere Ladestandards

Eine Vielzahl von (Nicht-USB-)Standards unterstützt das Aufladen von Geräten schneller als der USB-Akkuladestandard . Wenn ein Gerät den Schnellladestandard nicht erkennt, greifen Gerät und Ladegerät im Allgemeinen auf den USB-Akkuladestandard von 5 V bei 1,5 A (7,5 W) zurück. Wenn ein Gerät erkennt, dass es an ein Ladegerät mit einem kompatiblen Schnellladestandard angeschlossen ist, zieht das Gerät mehr Strom oder das Gerät weist das Ladegerät an, die Spannung oder beides zu erhöhen, um die Leistung zu erhöhen (die Details variieren zwischen den Standards).

Zu diesen Standards gehören:

  • Qualcomm- Schnellladung (QC)
  • MediaTek Pumpenexpress
  • Samsung Adaptives Schnellladen
  • Oppo Super VOOC Flash Charge, auch bekannt als Dash Charge oder Warp Charge auf OnePlus- Geräten und Dart Charge auf Realme- Geräten
  • Huawei SuperCharge
  • Anker PowerIQ

Nicht standardmäßige Geräte

Einige USB-Geräte benötigen mehr Strom, als in den Spezifikationen für einen einzelnen Port zulässig ist. Dies ist bei externen Festplatten und optischen Laufwerken üblich und allgemein bei Geräten mit Motoren oder Lampen . Solche Geräte können eine vom Standard zugelassene externe Stromversorgung verwenden oder ein USB-Kabel mit zwei Eingängen verwenden, von dem ein Eingang für Strom und Datenübertragung und der andere ausschließlich für die Stromversorgung dient, was das Gerät zu einem Nicht-Standard macht USB Gerät. Einige USB-Ports und externe Hubs können in der Praxis USB-Geräte mit mehr Strom versorgen, als von der Spezifikation gefordert, aber ein standardkonformes Gerät kann davon nicht abhängig sein.

Zusätzlich zur Begrenzung der durchschnittlichen Gesamtleistung, die vom Gerät verbraucht wird, begrenzt die USB-Spezifikation den Einschaltstrom (dh den Strom, der zum Laden der Entkopplungs- und Filterkondensatoren verwendet wird ), wenn das Gerät zum ersten Mal angeschlossen wird. Andernfalls kann das Anschließen eines Geräts zu Problemen mit der internen Stromversorgung des Hosts führen. USB-Geräte müssen auch automatisch in den Suspend-Modus mit extrem geringem Stromverbrauch wechseln, wenn der USB-Host angehalten wird. Trotzdem unterbrechen viele USB-Host-Schnittstellen die Stromversorgung von USB-Geräten nicht, wenn diese aufgehängt sind.

Einige nicht standardmäßige USB-Geräte verwenden die 5-V-Stromversorgung, ohne an einem richtigen USB-Netzwerk teilzunehmen, das den Stromverbrauch mit der Host-Schnittstelle aushandelt. Diese werden normalerweise als USB-Dekorationen bezeichnet . Beispiele hierfür sind USB-powered Tastatur - Leuchten, Ventilatoren, Becher Kühle und Heizungen, Batterieladegeräte, Ministaubsauger und sogar Mini - Lava - Lampen . In den meisten Fällen enthalten diese Elemente keine digitalen Schaltkreise und sind daher keine standardkonformen USB-Geräte. Dies kann bei einigen Computern zu Problemen führen, z. B. zu viel Strom ziehen und Schaltkreise beschädigen. Vor der USB-Batterieladespezifikation verlangte die USB-Spezifikation, dass Geräte in einem Niedrigstrommodus (maximal 100 mA) angeschlossen werden und ihren aktuellen Bedarf an den Host übermitteln, der es dem Gerät dann ermöglicht, in den Hochstrommodus zu wechseln.

Einige Geräte verbrauchen, wenn sie an Ladeanschlüsse angeschlossen sind, sogar mehr Strom (10 Watt bei 2,1 Ampere) als die Akkuladespezifikation zulässt — Das iPad ist ein solches Gerät; es handelt den Stromzug mit den Spannungen der Datenpins aus. Barnes & Noble Nook Color- Geräte benötigen außerdem ein spezielles Ladegerät, das mit 1,9 Ampere läuft.

Stromversorgung über USB

PoweredUSB ist eine proprietäre Erweiterung, die vier zusätzliche Pins hinzufügt, die bis zu 6 A bei 5 V, 12 V oder 24 V liefern. Es wird häufig in POS- Systemen verwendet, um Peripheriegeräte wie Barcode-Lesegeräte , Kreditkartenterminals und Drucker mit Strom zu versorgen .

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