1. اصلاً USB PD یعنی چه؟

با افزایش تنوع دستگاه‌های الکترونیکی و نیاز به شارژ سریع‌تر و بهینه‌تر، استانداردهای شارژ سادهٔ ثابت (مانند 5V/1A یا 5V/2A) دیگر پاسخ‌گوی همهٔ نیازها نیستند. USB‑PD با پشتیبانی از ولتاژها و جریان‌های متغیر (مثلاً 5V تا 48V و جریان‌های بالا) و قابلیت مذاکرهٔ هوشمندانه بین شارژر و دستگاه، امکان شارژ سریع، کارآمد و ایمن را فراهم می‌کند. ماژول‌های USB‑PD به‌عنوان بلوک‌های آماده برای پیاده‌سازی این قابلیت در پاوربانک‌ها، شارژرها، لپ‌تاپ‌‌ها و دستگاه‌های تعبیه‌شده کاربرد دارند.

برخلاف شارژرهای قدیمی که مثل یک شیر آب باز بودند و فقط برق ۵ ولت را هل می‌دادند توی گوشی، USB PD یک "مذاکره‌کننده" هوشمند است.

2. اصول کار USB‑PD — مذاکره و تغییر ولتاژ/جریان

  • مذاکره (Negotiation):
    وقتی دستگاه به شارژر متصل می‌شود، هر دو طرف از طریق کانال ارتباطی Configuration Channel (CC) در رابط USB‑C بسته‌های PD (Power Delivery) رد و بدل می‌کنند تا توان مطلوب (Voltage/Current) را تعیین کنند. شارژر لیستی از "پروفایل‌های خروجی" (Power Profiles) یا توان‌های مجاز را اعلام می‌کند (مثلاً 5V/3A, 9V/3A, 15V/3A, 20V/5A) و دستگاه یکی را انتخاب می‌کند یا درخواست تنظیمات خاصی می‌کند.
  • تنظیم ولتاژ:
    پس از مذاکره، شارژر خروجی خود را روی ولتاژ انتخاب‌شده قرار می‌دهد. در برخی ماژول‌ها مبدل DC‑DC (Buck/Boost) داخلی برای تولید ولتاژهای مختلف وجود دارد.
  • محافظت‌ها:
    مذاکرهٔ PD تضمین می‌کند که ولتاژ/جریان بالاتر تنها زمانی اعمال شود که دستگاه پشتیبانی کند، کاهش خطر آسیب یا آتش‌سوزی را به همراه دارد.

 به زبان کوچه بازاری وقتی کابل را وصل می‌کنید، ماژول PD از گوشی می‌پرسد: "داداش چقدر اشتها داری؟"گوشی می‌گوید: "من ۲۰ ولت و ۳ آمپر (60 وات) می‌خوام."ماژول می‌گوید: "حله! بفرما."

این یعنی ولتاژ متغیر! از ۵ ولت گرفته تا ۹، ۱۲، ۱۵ و حتی ۲۰ ولت. نتیجه؟ شارژ شدن ۵۰٪ باتری در ۲۰ دقیقه.


3. چرا ماژول‌های TP4056 قدیمی شده اند؟

بیایید روراست باشیم. ماژول‌های قدیمیِ کوچک (مثل TP4056) برای شارژ کردن یک چراغ قوه خوب هستند، اما برای گوشی‌های سال ۲۰۲۵ شوخی‌اند.


4. پدیده بازار: ماژول‌های دوطرفه (Bidirectional)


جذابیت اصلی این ماژول‌ها (مثل سری IP2368 یا SW3518) این است که پورت Type-C آن‌ها دوطرفه است. یعنی چی؟

  • وقتی آداپتور را به آن وصل می‌کنید، باتری‌های لیتیومی شما را با سرعت نور شارژ می‌کند (ورودی).
  • وقتی گوشی را به آن وصل می‌کنید، گوشی را شارژ می‌کند (خروجی).
  • همه این‌ها فقط با یک پورت! بدون نیاز به سیم‌کشی اضافه.


5. چطور پاوربانک ۱۰۰ واتیِ خودمان را بسازیم؟

برای اینکه بتوانید ۲۰ ولت خروجی بگیرید (که لپ‌تاپ شارژ شود)، نمی‌توانید از یک باتری قلمی استفاده کنید! این ماژول‌ها نیاز به خوراک قوی دارند.

  • فرمول طلایی: باید ۴ یا ۵ عدد باتری لیتیوم-یون (18650) باکیفیت را به صورت سری (4S یا 5S) به ماژول IP2368 وصل کنید.
  • نکته حیاتی: باتری "آشغال" نخرید! وقتی می‌خواهید ۶۰ وات توان بکشید، باتری‌های ارزان‌قیمت داغ می‌کنند و می‌میرند. باتری‌های High Drain (جریان بالا) مخصوص دریل شارژی استفاده کنید.


6. هشدار: این ماژول شوخی بردار نیست!

اینجا داریم با جریان‌های بالا (تا ۵ آمپر) کار می‌کنیم.

  • سیم نازک ممنوع: اگر از سیم تلفن استفاده کنید، در عرض ۲ ثانیه دود می‌شود! از سیم‌های ضخیم سیلیکونی استفاده کنید.
  • گرما: این ماژول‌ها موقع کار گرم می‌شوند. اگر توی قاب بسته می‌گذارید، حتماً یک هیت‌سینک (Heat Sink) کوچک روی چیپ اصلی بچسبانید.

اگر عاشق الکترونیک هستید، ساختن یک پاوربانک USB PD یکی از لذت‌بخش‌ترین پروژه‌هاست. حسی که وقتی می‌بینید لوگوی "Super Fast Charging" روی گوشی‌تان ظاهر می‌شود، با هیچ چیز قابل مقایسه نیست.