Alimentation USB : qu’est-ce que c’est ?

USB Power Delivery, ou USB PD en abrégé, est une norme de transmission de puissance dans les câbles USB. Il permet de charger rapidement une grande variété d’appareils et est constamment développé par des experts. À l’avenir, il devrait être possible d’alimenter en électricité non seulement les petits appareils tels que les smartphones et les tablettes, mais également les plus grands tels que les ordinateurs portables.

Par Sven Wernicke

Vous chargez probablement presque tous les appareils mobiles à la maison via USB – téléphone portable, smartwatch, boîtiers Bluetooth et bien plus encore. Dans le passé, les appareils plus volumineux tels que les ordinateurs portables ou les consoles de jeux ne pouvaient pas être chargés ou utilisés via USB. C’est là qu’intervient USB Power Delivery : il devrait fournir suffisamment de « jus » pour alimenter presque n’importe quel appareil via un câble USB. Et cela (à l’avenir) avec jusqu’à 240 watts.

De l’USB 1.0 à l’alimentation USB

Lorsque l’USB 1.0 a été introduit en 1996, l’alimentation filaire des appareils connectés faisait partie de la norme. À cette époque, les souris et les claviers étaient principalement censés être alimentés en énergie de cette manière.

Les demandes se sont accrues. Par exemple, les disques durs externes devraient bientôt être également alimentés via le port USB. De tels supports de données externes nécessitent à la fois des tensions plus élevées et des courants plus élevés.

C’est ainsi que les performances de transmission de puissance via USB se sont développées :

• USB1.0 : 5 volts, 100 milliampères > 0,5 watt
• USB2.0 : 5 volts, 500 milliampères > 2,5 watts
• USB3.0 : 5 volts, 900 milliampères > 4,5 watts
• USB-C : 5 volts, 3 ampères > 15 watts

Avec USB Power Delivery, les performances augmentent considérablement : cela signifie que des tensions supérieures à 5 volts sont possibles pour la première fois – jusqu’à 20 volts en fait. Avec des courants allant jusqu’à 5 ampères, cela permet des puissances allant jusqu’à 100 watts. L’USB Implementers Forum, responsable de la norme USB, promet jusqu’à 240 watts. Cela pourrait même suffire pour la Xbox Series S ou les ordinateurs portables de jeu plus petits.

Comment fonctionne la livraison d’alimentation USB ?

Un adaptateur secteur USB-C avec Power Delivery.

Image : © Samsung 2021

USB Power Delivery est sa propre norme, indépendante de la norme USB actuelle. Il est utilisé avec USB-C. USB Power Delivery ne décrit pas la vitesse à laquelle les données sont transférées via le câble USB-C – il s’agit toujours de l’alimentation électrique des appareils connectés.

Les broches sélectionnées du connecteur ou les fils du câble ne sont utilisés que pour la transmission de puissance. Les appareils connectés communiquent entre eux via une puce intégrée, par exemple un bloc d’alimentation et un smartphone. De cette façon, ils peuvent négocier la quantité d’électricité pouvant être transférée afin que l’appareil à charger reçoive du « jus » le plus rapidement possible sans être endommagé.

La puce contient différents profils qui définissent les combinaisons possibles de tensions et de courants. L’appareil qui nécessite de l’énergie utilise ces profils pour indiquer à la source d’alimentation la tension et le courant dont il a besoin. C’est exactement ce que la source d’alimentation fournit.

USB Battery Charging et les différentes versions de USB Power Delivery

USB Power Delivery a également parcouru un long chemin. L’origine du protocole est USB Battery Charging de 2007. Jusqu’à 7,5 watts étaient possibles ici (5 volts, 1,5 ampères) – une puissance relativement faible. USB Power Delivery 1.0 a géré jusqu’à 100 watts (20 volts, 5 ampères) pour la première fois en 2012.

Aujourd’hui, USB Power Delivery 2.0 est très répandu. Il a été introduit en même temps que l’USB Type-C 2014 et fait donc souvent partie des câbles correspondants. Power Delivery 3.0 est actuellement en hausse, mais pas encore aussi répandu que la version 2.0. Les deux versions permettent des sorties allant jusqu’à 100 watts.

Une innovation importante dans l’USB PD 3.0 : il possède des règles dites de puissance. Ils remplacent les profils qui définissaient auparavant le courant et la tension. A l’aide de ces Power Rules, la source d’alimentation et l’appareil connecté peuvent échanger des informations de plus en plus détaillées. Par exemple, l’appareil alimenté peut signaler son niveau de charge. Il peut également déclencher une alarme si la température augmente trop pendant la charge ou si l’alimentation électrique est autrement affectée. Cela réduit les problèmes de charge potentiels et les dommages à l’appareil.

USB Power Delivery a maintenant atteint le numéro de version 3.1. Il sera probablement utilisé dans les futurs ordinateurs portables et smartphones. Ensuite, un maximum de 240 watts (48 volts, 5 ampères) devrait être possible.

USB Power Delivery 3.0 au quotidien : fonction de charge rapide sur le smartphone

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Image : © Oppo 2022

Même si le terme USB Power Delivery n’est pas souvent évoqué, le standard est bien présent. Il est utilisé dans les smartphones depuis plusieurs années. Avec ses règles de puissance, l’USB PD 3.0 est parfaitement adapté aux intervalles de tension dynamiques. Cela signifie : un bloc d’alimentation peut réguler la tension temporairement et en fonction des besoins et ainsi charger la batterie d’un smartphone particulièrement rapidement, par exemple. En cas de risque de surcharge, l’alimentation baisse la tension.

USB Power Delivery 3.0 est à la base de la plupart des fonctions de charge rapide des appareils mobiles actuels. Cela s’applique, par exemple, à la technologie Quickcharge 4.0 de Qualcomm et à la technologie de charge rapide d’Apple, par exemple dans les modèles de MacBook actuels et les iPhones à partir de 2017.

Ce que vous devez prendre en compte lors de l’achat de câbles USB-C et d’adaptateurs secteur

Tout câble USB-C est capable d’alimenter les appareils connectés. Cependant, tous les câbles USB-C ne prennent pas en charge Power Delivery. Si vous disposez d’un adaptateur secteur compatible USB PD, le câble USB-C que vous utilisez avec l’adaptateur secteur doit également être compatible USB PD. Sinon, il ne fonctionnera pas avec un maximum de 100 watts.

En règle générale, vous trouverez une indication claire sur l’emballage des câbles USB-C s’ils prennent en charge USB Power Delivery. Peu importe que PD 2.0 ou 3.0 : les règles de puissance des normes sont les mêmes, elles sont donc compatibles avec les mêmes appareils. La principale différence entre les normes est la quantité d’informations échangées entre la source d’alimentation et l’appareil à charger.