Блог Элкомсофт

«…Восстановление паролей, расшифровка данных,
мобильная и облачная криминалистика… »


Быстрая зарядка и USB Power Delivery: Apple против сторонних блоков питания

Июнь 5th, 2018 by Oleg Afonin
  • 3
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    3
    Shares

В конце апреля в статье Быстрая зарядка: стандарты, особенности и проблемы совместимости мы уже писали о разнообразии стандартов быстрой зарядки, проблемах совместимости и ошибках в реализации протокола Power Delivery. С выходом линейки устройств Apple, поддерживающих быструю зарядку, ситуация только усложнилась. Первой ласточкой стал iPad Pro 12.9, выпущенный в 2015 году и поддерживающий быструю зарядку по протоколу USB Power Delivery при условии использования фирменного кабеля USB-C > Lightning. Новое поколение устройств, включающее в себя iPad Pro 10.5, iPad Pro 12.9 (2017), а также iPhone 8, 8 Plus и iPhone X, также поддерживает быструю зарядку через фирменный кабель. Подтянулись и сторонние производители, наводнившие рынок зарядными устройствами и кабелями USB-C > Lightning, рекламирующими поддержку данных устройств. Но что-то пошло не так.

За прошедшее время мы протестировали несколько зарядных устройств, обещавших поддержку всех моделей iPad Pro и нового поколения iPhone. Для более наглядного представления о параметрах заряда мы использовали датчик-вольтметр от Plugable:

Тестированию подверглись блоки питания от Xiaomi (Xiaomi 45W USB-C Power Adapter), адаптеры Ugreen 30W Type-C Charger (30Вт), BlitzWolf BW-S10 (30Вт) и Inateck 60 W USB C Power Supply (60Вт).

Все эти адаптеры (кроме Xiaomi, производитель которого не декларирует совместимость со сторонними устройствами), по утверждениям производителей, поддерживают быструю зарядку последних поколений устройств от Apple.

Тестирование проводилось с устройствами Apple iPad Pro 10.5, iPad Pro 12.9 (2017), iPhone X. Во всех случаях использовался один и тот же фирменный кабель Apple USB-C > Lightning. В качестве референсного устройства с обоими iPad был испытан блок питания Apple 29W. Результат мы свели в таблицу.

iPad Pro 10.5 iPad Pro 12.9 (2017) iPhone X
Apple 29W 14.5V/2A 14.5V/2A 14.7V/1A
Xiaomi 65W Сбой протокола
14.95V/0.06A
Сбой протокола
14.95V/0.06A
9V/1.6А
Ugreen 30W 14.95V/1.9A 14.95V/1.9A 9V/1.6A
BlitzWolf BW-S10 14.95V/1.9A 14.95V/1.9A 9.2V/1.57A
Inateck 60W Сбой протокола
14.95V/0.06A
Сбой протокола
14.95V/0.06A
9V/1.6A

 

Два из четырёх блоков питания (Ugreen и BlitzWolf) оказались совместимыми со всем парком устройств Apple, в то время как два других (Xiaomi и Inateck) реализовали стандарт USB PD с ошибками.

Как проявляется ошибка с блоками от Xiaomi и Inateck? Если подключить шнур Apple в зарядку, а затем порт Lightning — в устройство, то происходит следующий процесс. В первую очередь заряд начинает идти со скоростью 5В/2А, через 2-3 секунды устройства пытаются договориться о быстрой зарядке и переключаются на напряжение 14.9В, но вместо положенных 2А ток составляет всего 0.06А. Понятно, что 0.06А — это ошибка реализации протокола, и заряд на такой скорости будет идти очень и очень долго.

Предыдущий опыт подсказывает, что подобные ошибки часто проявляют себя характерным образом. Если подключить тот же шнур USB-C > Lightning сначала стороной Lightning в iPad, а потом стороной USB-C в зарядное устройство, то заряд происходит с правильными параметрами 14.9В/1.95А.

Такая работа — типичная ошибка в реализации протокола USB PD со стороны изготовителей зарядных устройств. Что именно её вызывает, и почему производителям удаётся заряжать мощные ноутбуки, но не получается договориться с техникой Apple?

Вероятно, виновником является кабель Apple USB-C > Lightning. Кабель от Apple спроектирован хоть и «по стандарту» (а точнее – с буквальным следованием соответствующим стандартам как на стороне разъёма USB-C, так и на стороне разъёма Lightning), но по сути — это один большой и очень грязный хак. В частности, у этого кабеля наблюдается ненулевое потребление в простое (микросхемы-конвертеры активны всё время); из-за этого блок питания (даже БП от самих Apple) не может полностью выключить силовые цепи, и всегда потребляет энергию от розетки (кстати, за такую реализацию нужно бить по рукам инженеров, проектировавших кабель).

При этом кабель USB-C > Lightning в простое потребляет порядка 5В/0.0хА (сколько при этом потребляет блок питания, которому не дают отключить силовые цепи — отдельный больной вопрос). Когда кабель подключается к iPad, блок питания уже подаёт на кабель определённый ток с напряжением 5В. Дальше устройства (iPad Pro и блок питания) пытаются договориться, общаясь через микросхемы кабеля USB-C > Lightning; тот запрашивает поддержку протоколов и параметров, затем запрашивает переключение на напряжение 15В. Именно этот запрос БП корректно не отрабатывает.

Если же сам кабель ещё не инициализирован, и сначала подключается стороной Lightning в iPad, а потом USB-C в зарядку, сбоя не происходит. Так что с одной стороны — ошибка контроллера БП, а с другой – скажем так, особенности проектирования кабеля-переходника с USB-C на Lightning. Кабель, с одной стороны, не нарушает спецификацию, но при этом не даёт заснуть блоку питания, который в результате всё время потребляет энергию из сети (при подключении в режиме 24х7 стоимость потреблённого электричества за год может превысить стоимость как кабеля, так и блока питания).

Что интересно, протестированный iPhone X смог договориться с любым из протестированных зарядных устройств.

В качестве бонуса: сторонние кабели USB-C > Lightning и быстрая зарядка

Нам удалось протестировать два сторонних кабеля USB-C > Lightning с заявленной поддержкой быстрой зарядки производства PZOZ. С любым зарядным устройством, включая те, протокол USB Power Delivery в которых реализован с ошибкой, сторонние кабели заряжали оба iPad Pro со скоростью 5V/2A. При этом в iPhone X срабатывала быстрая зарядка с напряжением 9В. Можно сделать вывод, что сторонние кабели – пока ещё полусырая попытка скопировать устройство кабеля от Apple. Положительный эффект сторонних кабелей в сравнении с фирменным решением от Apple – нулевое потребление энергии в простое (блок питания смог «уснуть», перейдя в режим уменьшенного потребления энергии).

Выводы

Какие выводы можно сделать из нашего тестирования? Во-первых, корректность реализации протокола USB Power Delivery у производителей любых блоков питания – больной вопрос. Если вы приобретаете такой блок питания, чтобы заряжать конкретное устройство – убедитесь, что именно с этим устройством он совместим. Доверять заявлениям производителей нельзя; блок питания Inateck официально обещает поддержку целому списку устройств, включая “MacBook Pro 13”/ 15”, MacBook 2015/ 2016, XiaoMi Notebook Air/ Pro, DELL XPS 12/ 13, Google Chromebook Pixel, Lenovo ThinkPad X1 Carbon 2017, HP Spectre X360, iPhone X/ 8/ 8 Plus, Samsung Chromebook Plus, iPad Pro 10,5″/ 12,9”, Samsung Galaxy S8/ S8 Plus, Nintendo Switch etc.” При этом фактически, по результатам тестирования, на iPad Pro 10,5″/ 12,9” с использованием фирменного кабеля вместо быстрой зарядки заряд не идёт вообще. Оказавшись с таким блоком питания вдали от дома и оставив на нём устройство на ночь, можно получить очень неприятный сюрприз (как вы думаете, случалось ли такое с автором статьи?)


  • 3
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    3
    Shares

Tags: , , ,

Подписаться на рассылку о новостях и новинках компании ElcomSoft

Комментирование статьи отключено