Power Delivery (PD) i Quick Charge (QC) to standardy szybkiego ładowania, które umożliwiają urządzeniu żądanie wymaganego napięcia, a ładowarce dostosowanie parametrów wyjściowych. Dzięki temu pojedynczy port USB może dostarczać wiele poziomów napięcia oraz odpowiedni prąd do ładowania.
Wczesne wersje USB dostarczały napięcie 5 V przy natężeniu 0,5 A. W późniejszych wersjach natężenie zwiększono do 1 A i 2 A. Jednak aby zapewnić większą moc przy napięciu 5 V, wymagany był wyższy prąd, co z kolei wymagało zwiększenia przekroju przewodów i grubości kabli ładujących. Oczywiście nikt nie chciał używać kabli grubości palca.
Szybkie ładowanie rozwiązuje ten problem poprzez zwiększenie napięcia zamiast natężenia prądu. Aby uzyskać 18 W przy 5 V, potrzebne jest 3,6 A, natomiast przy 12 V wystarczy jedynie 1,5 A. Zmniejsza to konieczność zwiększania przekroju przewodów. Podczas gdy telefony zwykle wykorzystują napięcie 5 V, laptopy do ładowania najczęściej używają napięcia 20–48 V oraz zasilaczy o mocy 65 W lub większej.
Standardy szybkiego ładowania
Power Delivery (PD) i Quick Charge (QC) różnią się przede wszystkim protokołami komunikacji. Power Delivery jest otwartym standardem opracowanym przez USB Implementers Forum, natomiast Quick Charge to własnościowa technologia stworzona przez firmę Qualcomm. Począwszy od Quick Charge 4 dodano obsługę Power Delivery, co znacząco poprawiło kompatybilność między tymi standardami.
Na początku lat 2010 wielu producentów wprowadziło własne technologie szybkiego ładowania. Należały do nich MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging i Motorola TurboPower. Jednak większość tych rozwiązań nie zdobyła szerokiej popularności.
Z czasem Power Delivery stał się najpowszechniej obsługiwanym standardem szybkiego ładowania, kompatybilnym z szeroką gamą urządzeń, w tym produktami Apple. Z kolei Quick Charge zyskał popularność w urządzeniach opartych na procesorach Qualcomm oraz w ładowarkach różnych producentów. Dzięki dodaniu obsługi Power Delivery jego uniwersalność znacznie wzrosła.
Jak działa ładowanie
Zarówno Power Delivery, jak i Quick Charge opierają się na komunikacji między urządzeniem a źródłem zasilania.
Po podłączeniu urządzenia, zanim zostanie podane napięcie ładowania, przez przewody sygnałowe przesyłany jest sygnał sterujący — mówiąc prościej, urządzenie żąda określonego poziomu napięcia. Ładowarka lub powerbank po otrzymaniu informacji o wymaganych parametrach dostarcza odpowiednie napięcie przez przewody zasilające.
Do tego procesu zazwyczaj wykorzystywane są złącza USB Type-C. W pełni funkcjonalne kable mają złożoną strukturę wewnętrzną, która obsługuje wymianę danych i negocjację parametrów zasilania. Jednak nie wszystkie kable USB Type-C są takie same. W celu obniżenia kosztów wiele kabli ma uproszczoną konstrukcję, co może ograniczać szybkość ładowania.
Obsługiwane napięcia dla Power Delivery i Quick Charge
Szybkie ładowanie zwiększa moc wyjściową poprzez podniesienie napięcia przy zachowaniu tego samego poziomu prądu stałego. Wartości napięć obsługiwane przez te standardy przedstawiono poniżej.
| Napięcie (V) | Natężenie (A) | Moc (W) | Typ kabla |
|---|---|---|---|
| 5 V | 3,0 A | 15 W | Standard Power Range (SPR) |
| 9 V | 3,0 A | 27 W | Standard Power Range (SPR) |
| 15 V | 3,0 A | 45 W | Standard Power Range (SPR) |
| 20 V | 5,0 A | 100 W | Standard Power Range (SPR) |
| 28 V | 5,0 A | 140 W | Extended Power Range (EPR) |
| 36 V | 5,0 A | 180 W | Extended Power Range (EPR) |
| 48 V | 5,0 A | 240 W | Extended Power Range (EPR) |
Chińscy producenci rozszerzyli zakres obsługiwanych napięć, dodając wsparcie dla wyjść 12 V i 24 V, które są wykorzystywane głównie do celów innych niż ładowanie. Na przykład przenośna ładowarka może służyć do zasilania routera lub kamer monitoringu. Niektóre przenośne ładowarki Baseus obsługują na przykład wyjście 12 V. Takie urządzenia często wykorzystują specjalne przewody, takie jak kable USB-C–DC, wyposażone w układy scalone określające wymagane napięcie wyjściowe.
Standardy transmisji danych między ładowarką a urządzeniem
Istnieją dwa standardy komunikacji danych między urządzeniami: SRP i EPR.
SRP (Standard Power Range)
Jest to tryb podstawowy. Komunikacja między urządzeniem a ładowarką odbywa się za pośrednictwem linii CC. Urządzenie określa wymagane napięcie, a ładowarka dostarcza je jako wartość stałą. Parametry nie zmieniają się podczas ładowania.
EPR (Extended Power Range)
Jest to bardziej zaawansowany tryb. Wykorzystuje dodatkową linię VCONN, która umożliwia ciągłą wymianę danych między urządzeniem a ładowarką. Dzięki temu napięcie może być regulowane bezpośrednio podczas ładowania z wysoką precyzją i w niewielkich krokach.
Rozwiązanie to zostało zaprojektowane przede wszystkim w celu wydłużenia żywotności akumulatora: do około 70% naładowania urządzenie pobiera maksymalną moc, a następnie stopniowo ją zmniejsza w miarę zbliżania się do pełnego naładowania.
Kable przeznaczone do mocy 100 W, a szczególnie do 240 W, muszą obsługiwać standard EPR. Zazwyczaj są one odpowiednio oznaczone, choć w praktyce nie zawsze tak jest.
