Czy można zwiększyć moc wyjściową portu USB laptopa do 12 watów?

Mam urządzenie USB, które wymaga ładowania 12 watów.

Wygląda na to, że mój laptop wydaje mniej.

Moje pytanie brzmi: czy można zwiększyć moc wyjściową portu USB laptopa do 12 watów?

Nie. To podstawowa fizyka. Nie ma darmowego lunchu (ani energii).

Jeśli na przykład laptop emituje tylko 500 mA przy 5 V, to dostajesz 2,5 W. Możesz to przekonwertować na inną kombinację napięcia i prądu, ale wynik nie może średnio przekroczyć 2,5 W. Możliwe jest uzyskanie wyższej mocy na krótki czas, ale najwyraźniej nie o to pytasz. Średnia moc wyjściowa nadal nie może przekraczać średniej mocy.). Ponieważ żadna konwersja nie będzie w 100% sprawna, faktycznie uzyskasz nieco mniejszą moc, a pozostała część zostanie rozproszona jako ciepło w konwerterze.

Załóżmy na przykład, że możesz wykonać zasilacz impulsowy o sprawności 90%. Oznacza to, że przy 2,5 W na wejściu uzyskujesz 2,25 W na innej kombinacji napięcia i prądu. Pozostałe 250 mW podgrzeje zasilacz impulsowy. Można uzyskać na przykład 10 V przy 225 mA, 24 V przy 94 mA, 2 V przy 1,13 A itp.

Z praktycznego punktu widzenia nie możesz. Każde urządzenie, które możesz zbudować, aby wykonać tę pracę, kosztowałoby więcej niż jest warte - po prostu kup oddzielną ładowarkę.

Olin niesłusznie twierdzi, że nie można uzyskać większej mocy niż mocy. W rzeczywistości można uzyskać więcej mocy niż mocy. Po prostu nie można jej uzyskać w sposób ciągły. NIE MOŻESZ zrobić więcej energii niż wkładasz.

W rzeczywistości odbywa się to cały czas podczas ładowania akumulatora. Ładujesz akumulator niskim prądem (mała moc), a akumulator może później dostarczyć znacznie większy prąd (więcej mocy).

Moc to napięcie * prąd.

Energia to napięcie * prąd * czas.

5 V *. 5 A * 1 Druga to 2,5 dżuli energii. To 2,5 Wata na 1 sekundę

5 V * 2,4 A * 0,2083 sekundy to również 2,5 dżuli energii. To jest 12 Watów przez 0,2083 sekundy.

Możesz więc ładować duży kondensator z portu USB, aż osiągnie (bardzo prawie) 5 woltów. Następnie pozwoliłbyś urządzeniu ładować się z kondensatora.
Kondensator ładuje się powoli przez port USB (pobiera tylko 2,5 wata, ale przez stosunkowo długi czas.) Po podłączeniu ładowarki do kondensatora może on następnie rozładowywać się znacznie szybciej (dostarczając więcej mocy, ale przez bardzo krótki czas. )

Przełączaj się w przód i w tył (pozostawiając odpowiednią ilość czasu na cykle ładowania i rozładowania), a możesz dostarczyć wystarczającą ilość energii do naładowania urządzenia - ale ładowanie zajmie co najmniej (12 / 2,5 = 4,8) 5 razy dłużej niż zwykle.

Schemat pokazuje, o czym mówię. Jeśli przełączysz kondensator na USB, ładuje się przy (maksymalnej) 2,5 W. Kiedy przełączysz kondensator na ładunek, rozładuje się on ze znacznie większą szybkością - kalkulator kondensatora, którego użyłem (nie ten w symulatorze) mówi, że R1 rozładuje się z maksymalną mocą 52 Watów - Twoja ładowarka prawdopodobnie tego nie wyciągnie dużo, ponieważ ogranicza prąd ładowania.

Wątpię, aby Twoja ładowarka chciała impulsów i wątpię, aby warto było się dowiedzieć - kondensator 1F kosztuje ponad 50 USD. Można to jednak zrobić, jeśli istnieje naprawdę poważna potrzeba.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Specyfikacja USB 3.0 pozwala na specjalny tryb ładowania akumulatora, który zwiększa moc wyjściową do 1,5 A, ale nie pozwala na przesyłanie danych w tym czasie. Dzięki tej opcji możesz użyć adaptera Y USB do połączenia z 2 oddzielnymi portami USB. Tak długo, jak Twoje urządzenie jest w stanie wysłać żądanie, może dostarczyć łącznie do 15 W.

Specyfikacja USB 3.1 dodaje profile mocy pozwalające na 5 A przy napięciu 12 V lub 20 V, co zapewnia znacznie więcej niż potrzebujesz. Jest to jednak dość nowa specyfikacja i nie wszystkie urządzenia obsługują te profile mocy.

Jako zwięzła odpowiedź: nie. Port USB, który jest zgodny ze specyfikacją USB o mocy wyjściowej 500 mA, zapewnia 5 V * 0,5 A = 2,5 W. Przy rzeczywistych stratach wydajności (nominalnie 80 ~ 90% skuteczności), możesz zapewnić wyższe napięcie przy mniejszym prądzie lub niższe napięcie przy większym prądzie, ale nie możesz wytworzyć mocy znikąd. Moc wyjściowa zawsze będzie mniejsza niż moc wejściowa (chyba że mówimy o teoretycznie doskonałych systemach, wówczas moc wyjściowa będzie równa mocy wejściowej).

To powiedziawszy, wiele portów USB nie spełnia wymagań ścisłego wyjścia 500mA. 12 W to około 2,35 A przy 5 V, więc w zasadzie ładowarka do tabletu. Komputery Apple, ze specjalnymi sterownikami dla iPhone'a i iPada, zapewnią to dla iPada, ale to nie jest specyfikacja USB. Inne komputery różnią się.

Ponieważ większość laptopów jest wyposażona w więcej portów USB, możesz go uzyskać za pomocą kabla Y takiego:

Nie pozwala to jednemu portowi zwiększyć mocy wyjściowej, ale pozwala podzielić go na dwa z nich.

Wydaje mi się, że możesz także użyć większej liczby kabli, aby rozdzielić moc na więcej portów, chociaż nie jestem tego pewien.

Chociaż zgadzam się z prawie wszystkim, co powiedział Olin, w tym konkretnym przypadku może on nie być całkowicie poprawny.

W końcu poszedłem i sprawdziłem Wikipedię, ponieważ miałem niejasną pamięć, że USB3 może zapewnić wyższą moc; sprawdź deklarowane możliwości dostarczania mocy 3.0 i 3.1 w ostatnim akapicie każdego z nich.