É possível aumentar a saída de uma porta USB do laptop para 12 watts?

Eu tenho um dispositivo USB que requer 12 watts para carregar.

Meu laptop parece produzir menos que isso.

Minha pergunta é: É possível aumentar a saída de uma porta USB do laptop para 12 watts?

Não. Isso é física básica. Não há almoço grátis (ou energia).

Se o laptop consome apenas 500 mA a 5 V, por exemplo, você obtém 2,5 W. Você pode converter isso em uma combinação diferente de tensão e corrente, mas o resultado não pode, em média, exceder os 2,5 W que você coloca ( É possível obter uma maior potência por breves períodos, mas claramente não é isso que você está perguntando. A média da saída ainda não pode exceder a média de polegadas). Como nenhuma conversão será 100% eficiente, você obterá um pouco menos de energia, e o restante será dissipado como calor no conversor.

Por exemplo, digamos que você possa fazer uma fonte de alimentação comutada que seja 90% eficiente. Isso significa que, com 2,5 W de entrada, você obtém 2,25 W de saída em alguma outra combinação de tensão e corrente. Os 250 mW restantes aquecerão a fonte de alimentação de comutação. Você pode obter, por exemplo, 10 V a 225 mA, 24 V a 94 mA, 2 V a 1,13 A, etc.

Como uma coisa prática, não, você não pode. Qualquer dispositivo que você possa construir para fazer o trabalho custaria mais do que vale a pena - basta adquirir um carregador separado.

Olin está incorreto ao afirmar que você não pode obter mais energia do que energia. Na verdade, você pode obter mais energia do que energia. Você simplesmente não pode obtê-lo continuamente. O que você NÃO PODE fazer é gastar mais energia do que você gasta.

Na verdade, isso é feito o tempo todo ao carregar uma bateria. Você carrega a bateria com uma corrente baixa (baixa energia) e, posteriormente, a bateria pode fornecer uma corrente muito maior (mais energia).

Potência é tensão * corrente.

Energia é tensão * corrente * tempo.

5V * .5A * 1Segundo é 2,5Joules de energia. Ou seja, 2,5Watts por 1 segundo

5V * 2.4A * 0,2083Segundos também são 2,5 Joules de energia. Ou seja, 12Watts por 0,2083 segundos.

Portanto, você pode carregar um capacitor grande da sua porta USB até atingir (quase) 5Volts. Então, você deixaria o dispositivo carregar-se do capacitor.
O capacitor carrega lentamente pela porta USB (consumindo apenas 2,5 watts, mas por um tempo relativamente longo.) Quando você conecta o carregador ao capacitor, ele pode descarregar muito mais rapidamente (fornecendo mais energia, mas por um período muito curto). )

Alterne para frente e para trás (permitindo uma quantidade adequada de tempo para os ciclos de carga e descarga) e você poderá fornecer energia suficiente para carregar o dispositivo - mas levaria pelo menos (12 / 2,5 = 4,8) 5 vezes mais tempo para carregar do que o habitual.

O diagrama mostra do que estou falando. Se você trocar o capacitor para o USB, ele será carregado em (no máximo) 2,5Watt. Quando você muda o capacitor para a carga, ele descarrega a uma taxa muito mais alta - a calculadora de capacitores que eu usei (não a do simulador) diz que o R1 descarrega no máximo 52Watts - o seu carregador provavelmente não consumirá isso. muito, uma vez que limita a corrente de carregamento ..

Duvido que o seu carregador queira pulsos, e duvido que valha a pena descobrir - um capacitor 1F custa mais de 50 dólares. Ainda assim, isso poderia ser feito se houvesse alguma necessidade realmente séria de fazê-lo.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

A especificação USB 3.0 permite um modo de carregamento de bateria especial que aumenta a saída para 1,5 A, enquanto não permite a transferência de dados durante esse período. Com esta opção, você pode usar um adaptador Y USB para conectar a 2 portas USB separadas. Contanto que seu dispositivo seja capaz de fazer a solicitação, isso poderá fornecer até 15W no total.

A especificação USB 3.1 adiciona perfis de potência que permitem até 5A em 12V ou 20V, oferecendo significativamente mais do que o necessário. No entanto, essa é uma especificação relativamente nova e nem todos os dispositivos suportam esses perfis de energia.

Como resposta concisa, não. Uma porta USB que atenda às especificações USB de saída máxima de 500mA fornece 5V * 0,5A = 2,5 Watts. Com as perdas de eficiência do mundo real (nominalmente entre 80 e 90% de eficiência), você pode fornecer uma tensão mais alta com menos corrente ou uma tensão mais baixa com mais corrente, mas não pode criar uma saída do nada. A potência de saída sempre será menor que a potência de entrada (a menos que falemos de sistemas teoricamente perfeitos, a saída será igual à potência de entrada).

Dito isto, muitas portas USB não aderem a uma saída estrita de 500mA. 12W é aproximadamente 2.35A em 5V, então basicamente um carregador de Tablet. Os computadores Apple, com drivers especiais para o iphone e o ipad, fornecerão isso para o ipad, mas isso não é uma especificação USB. Outros computadores variam.

Como a maioria dos laptops vem com mais portas USB, você pode obtê-lo com um cabo Y como este:

Isso não permite que uma única porta aumente sua potência de saída, mas permite que você a divida em duas delas.

Eu acho que você também pode usar mais cabos para distribuir a energia por mais portas, embora eu não tenha certeza de recomendar isso.

Embora eu concorde com praticamente tudo o que Olin disse, nesse caso em particular, ele pode não estar totalmente correto.

Finalmente chequei a Wikipedia porque tinha uma vaga memória de que o USB3 poderia fornecer mais energia; confira os recursos de entrega de energia reivindicados de 3.0 e 3.1 no último parágrafo de cada um.