USB-PD - USB Power Delivery

USB-PD ist eine Spezifikation um über USB-Steckverbindungen elektronische Geräte aufzuladen. Der Standard USB-PD ist dafür vom eigentlichen USB-Standard unabhängig.

Bei Handys und Smartphones ist das Laden von Akkus per USB-Kabel normal. Bei Tablets dauert das Laden aber schon relativ lange. Bei Notebooks ist das Laden per USB praktisch nicht möglich. USB 3.0 ermöglicht im Regelbetrieb maximal 900 mA bei 4,5 Watt. Die Zusatznorm USB-BC 1.2 (USB Battery Charging) erlaubt 1,5 A bei 7,5 Watt. USB-Netzteile mit 2 A bei 10 Watt liegen außerhalb dieser Spezifikation.
Mit USB Power Delivery sollen in Zukunft auch Tablets und Notebooks per USB geladen werden. Dabei berücksichtigt USB-PD die Laderichtung der miteinander verbundenen Geräte.

USB Power Delivery mit bis zu 100 Watt

Profil	Spannung	Strom	Leistung	Endgeräte
1	5 V	2 A	10 W	Standard-Profil für die Inbetriebnahme, kleine mobile Geräte, Endgeräte, Smartphones, Handys, usw.
2	5 V	2 A	18 W	Tablets, kleine Notebooks, zukünftige Endgeräte
	12 V	1,5 A
3	5 V	2 A	36 W	Kleine Notebooks, größere Endgeräte
	12 V	3 A
4	5 V	2 A	60 W	Große Notebooks, Hubs, Docking-Stations
	12 V	3 A
	20 V	3 A
5	5 V	2 A	100 W	Workstations, Hubs, Docking-Stations
	12 V	5 A
	20 V	5 A

Die Spezifikation sieht fünf Profile für unterschiedliche Einsatzzwecke vor. Profil 1 entspricht den heutigen 10-Watt-Netzteilen (5 V mit maximal 2 A) und ist das einzige Profil, welches mit den üblichen USB-Kabeln realisierbar ist. Die höheren Profile benötigen spezielle Kabel, die für höhere Spannungen und Ströme ausgelegt sind.
Die Profile 2 und 3 bieten zusätzlich zur Standardspannung von 5 Volt auch 12 Volt mit maximal 3 A, die Profile 4 und 5 darüber hinaus auch 20 Volt mit maximal 5 A (100 Watt).

Hinweis: Über Micro-USB-Steckverbinder gehen maximal 3 Ampere. Über normalgroße Steckverbinder 5 Ampere.

USB-PD-Topologie

Damit sich ein Smartphone an einem Notebook auflädt, und nicht umgekehrt, gibt es eine definierte Flussrichtung, die unabhängig vom Betriebssystem und Betriebszustand funktioniert. Auf diese Weise lassen sich ausgeschaltete Geräte laden.

Dazu sieht USB-PD Stromlieferanten (Provider), Konsumenten (Consumer) und Kombigeräte vor. Die lassen sich in einem USB-Baum geliebig verteilen. Ladeflussrichtung und Maximalleistung des Profils werden pro Kabelverbindung individuell ausgehandelt.
Damit das Gebilde auch mit älteren Geräten funktioniert, sind USB-A-Buchsen zuerst Provider und USB-B-Buchsen Consumer. Sofern nichts dagegen spricht, stellt sich die Ladeflussrichtung automatisch um.