menu

USB Power Delivery: Was ist das?

Was steckt eigentlich hinter USB-PD? Wir haben die Antwort.
Was steckt eigentlich hinter USB-PD? Wir haben die Antwort. Bild: © stock.adobe.com - fosupaksorn 2022

USB Power Delivery, kurz USB PD, ist ein Standard für die Stromübertragung in USB-Kabeln. Er ermöglicht das schnelle Aufladen verschiedenster Geräte und wird von Experten immer weiter entwickelt. In Zukunft soll es damit möglich sein, nicht nur kleine Devices wie Smartphones und Tablets mit Strom zu versorgen, sondern auch größere wie Laptops.

Von Sven Wernicke

Vermutlich lädst Du nahezu jedes mobile Gerät bei Dir daheim per USB auf – Handy, Smartwatch, Bluetooth-Boxen und vieles mehr. Bei größeren Geräten wie Laptops oder Spielkonsolen war das Aufladen oder Betreiben per USB in der Vergangenheit nicht möglich. Hier setzt USB Power Delivery an: Es soll ausreichend "Saft" liefern, um fast jedes Gerät per USB-Kabel mit Strom zu versorgen. Und das (künftig) mit bis zu 240 Watt.

Schnellladegeräte Jetzt kaufen bei

 

Von USB 1.0 zu USB Power Delivery

Schon als USB 1.0 im Jahr 1996 eingeführt wurde, war ein Bestandteil des Standards die kabelgebundene Stromversorgung angeschlossener Geräte. Vorrangig sollten damals Mäuse oder Tastaturen auf diese Weise mit Energie versorgt werden.

Die Ansprüche stiegen. Beispielsweise sollten bald auch externe Festplatten über den USB-Anschluss Strom beziehen. Solche externen Datenträger verlangen sowohl höhere Spannungen als auch höhere Stromstärken.

So entwickelte sich die Leistungsfähigkeit der Stromübertragung per USB:

  • USB 1.0: 5 Volt, 100 Milliampere > 0,5 Watt
  • USB 2.0: 5 Volt, 500 Milliampere > 2,5 Watt
  • USB 3.0: 5 Volt, 900 Milliampere > 4,5 Watt
  • USB-C: 5 Volt, 3 Ampere > 15 Watt

Mit USB Power Delivery steigt die Leistung noch einmal deutlich: Hiermit sind erstmals Spannungen höher als 5 Volt möglich – und zwar bis zu 20 Volt. Zusammen mit Stromstärken von bis zu 5 Ampere ermöglicht das Leistungen von bis zu 100 Watt. Perspektivisch stellt das USB Implementers Forum, das für den USB-Standard zuständig ist, bis zu 240 Watt in Aussicht. Das könnte sogar für die Xbox Series S oder kleinere Gaming-Laptops genügen.

Wie funktioniert USB Power Delivery?

samsung-25-watt-schnellladen-netzteil fullscreen
Ein USB-C-Netzteil mit Power Delivery. Bild: © Samsung 2021

USB Power Delivery ist ein eigener Standard, unabhängig vom eigentlichen USB-Standard. Er findet bei USB-C Verwendung. USB Power Delivery beschreibt nicht, wie schnell Daten über das USB-C-Kabel übertragen werden – es geht stets um die Energieversorgung angeschlossener Geräte.

Ausgewählte Pins des Steckers bzw. Adern des Kabels dienen einzig der Energieübertragung. Über einen integrierten Chip kommunizieren verbundene Geräte miteinander, zum Beispiel ein Netzteil und ein Smartphone. So können sie aushandeln, wie viel Strom transferiert werden darf, damit das zu ladende Gerät möglichst schnell "Saft" bekommt, aber keinen Schaden nimmt.

Der Chip enthält verschiedene Profile, die mögliche Kombinationen von Spannungen und Stromstärken definieren. Das Gerät, das Strom benötigt, teilt der Stromquelle mithilfe dieser Profile mit, wie viel Spannung und Stromstärke es benötigt. Genau das liefert die Stromquelle.

USB Battery Charging und die verschiedenen Versionen von USB Power Delivery

Auch USB Power Delivery hat eine Entwicklung hinter sich. Der Ursprung des Protokolls ist USB Battery Charging aus dem Jahr 2007. Hier waren bis zu 7,5 Watt möglich (5 Volt, 1,5 Ampere) – eine vergleichsweise geringe Leistung. USB Power Delivery 1.0 schaffte 2012 erstmals bis zu 100 Watt (20 Volt, 5 Ampere).

Heute ist USB Power Delivery 2.0 weitverbreitet. Es wurde zeitgleich mit USB-Typ-C 2014 eingeführt und ist daher oft Bestandteil entsprechender Kabel. Power Delivery 3.0 ist derzeit auf dem Vormarsch, aber noch nicht so weitverbreitet wie die Version 2.0. Beide Versionen ermöglichen Leistungen von bis zu 100 Watt.

Eine wichtige Neuerung bei USB PD 3.0: Es verfügt über sogenannte Power Rules. Sie ersetzen die Profile, die zuvor Stromstärke und -spannung definiert haben. Mithilfe dieser Power Rules können Stromquelle und angeschlossenes Gerät mehr und detailliertere Informationen austauschen. Das Gerät, das mit Strom versorgt wird, kann zum Beispiel seinen Ladestand übermitteln. Außerdem kann es Alarm schlagen, falls die Temperatur beim Aufladen zu stark ansteigt oder die Stromzufuhr auf andere Weise beeinträchtigt wird. Das reduziert potenzielle Probleme beim Laden und Schäden an den Geräten.

Mittlerweile ist USB Power Delivery bei Versionsnummer 3.1 angelangt. Es wird wahrscheinlich in künftigen Laptops und Smartphones Verwendung finden. Dann sollen maximal 240 Watt (48 Volt, 5 Ampere) möglich sein.

USB Power Delivery 3.0 im Alltag: Schnellladefunktion am Smartphone

oppo-240-watt-supervooc-schnellladen fullscreen
oppo-240-watt-supervooc-schnellladen Bild: © Oppo 2022

Auch wenn der Begriff USB Power Delivery nicht oft fällt, ist der Standard doch sehr präsent. Er kommt seit einigen Jahren vor allem bei Smartphones zum Einsatz. USB PD 3.0 ist mit seinen Power Rules optimal für dynamische Spannungsintervalle geeignet. Das bedeutet: Ein Netzteil kann die Spannung temporär und abhängig vom Bedarf regulieren und so den Akku eines Smartphones zum Beispiel besonders schnell laden. Droht eine Überlastung, senkt das Netzteil die Spannung.

USB Power Delivery 3.0 ist Basis der meisten Schnellladefunktionen heutiger Mobile Devices. Das gilt zum Beispiel für Quickcharge 4.0 von Qualcomm und die Schnellladetechnologie von Apple, zum Beispiel bei aktuellen MacBook-Modellen und iPhones ab 2017.

Was Du beim Kauf von USB-C-Kabeln und Netzteilen beachten solltest

Jedes USB-C-Kabel ist in der Lage, verbundene Geräte mit Energie zu versorgen. Allerdings unterstützt nicht jedes USB-C-Kabel Power Delivery. Hast Du ein Netzteil, das USB-PD-fähig ist, muss das USB-C-Kabel, das Du mit dem Netzteil verwendest, auch für USB PD ausgelegt sein. Sonst klappt es nicht mit maximal 100 Watt.

In der Regel findest Du auf den Verpackungen von USB-C-Kabeln einen eindeutigen Hinweis, ob sie USB Power Delivery unterstützen. Ob PD 2.0 oder 3.0, ist dabei unerheblich: Die Power Rules der Standards sind dieselben, daher sind sie mit denselben Geräten kompatibel. Der Unterschied der Standards liegt hauptsächlich darin, wie viele Informationen Stromquelle und zu ladendes Gerät untereinander austauschen.

Angebot
Kommentar schreiben
Relevante Themen:

Neueste Artikel zum Thema Akku & Energie

close
Bitte Suchbegriff eingeben