Quick Charge

Quick Charge (QC[1][2]) — набор технологий компании Qualcomm для энергоснабжения мобильных гаджетов с аккумуляторами. Включают в себя:

  • технологию передачи повышенной мощности через кабельную инфраструктуру с разъемами USB сверх стандартных спецификаций USB. Для максимальной эффективности и зарядное устройство и гаджет должны поддерживать спецификацию Quick Charge.
  • технологию бережного и быстрого заряда аккумуляторов.
  • комплект микросхем для обслуживания аккумулятора и электропитания мобильного устройства.
Зарядные устройства с поддержкой технологии Qualcomm Quick Charge 2.0

В официальных спецификациях USB имеется аналог Quick Charge — USB Power Delivery. Несмотря на это, Quick Charge получило довольно широкое распространение в связи с поддержкой этой технологии в популярных мобильных процессорах Qualcomm Snapdragon и доступности контроллеров питания гаджета и зарядного устройства по этой технологии.

Было выпущено четыре совместимых друг с другом версии спецификации[3][4][5]. «Совместимых» означает, что при соединении гаджетов любых версий QC они смогут договориться по протоколу старейшей из версий. Спецификации закрыты, сама технология является лицензируемой, то есть платной для производителей оборудования.

Quick Charge 1.0

2013 год. Предусматривала питание только 5 В 2 А и мало отличалась от других решений того времени, совместимых со спецификацией USB Battery Charging. Распространения не получило.

Quick Charge 2.0
Сигнализация QC 2.0/3.0

2015 год. Как и USB Power Delivery, спецификация предусматривала возможность повышения напряжения питания до 9, 12 или 20 В после согласования между зарядным устройством и гаджетом. Но, в отличие от USB Power Delivery, метод договора был гораздо проще и позволял использовать существующие кабели и разъёмы USB 2.0/3.0. По состоянию линий D+/D− гаджет определяет, что подключён к зарядному устройству, после чего выставляет на линии D+/D− определённое напряжение в соответствии с желаемым напряжением питания.

D+D−Vbus
0,6 В0 В5 В
0 В0,6 В5 В
3,3 В0,6 В9 В
0,6 В0,6 В12 В
3,3 В3,3 В20 В
0,6 В3,3 ВРегулируемое
согласно QC 3.0

В момент подачи питания (состояние S1 на рисунке) зарядное устройство выдаёт в нагрузку 5 В и замыкает линии D+/D−. При этом такое ЗУ определяется как соответствующее стандарту USB Battery Charging. Если питаемый гаджет не соответствовал QC, то зарядное устройство продолжало работать в этом режиме, обеспечивая совместимость с USB Battery Charging и Quick Charge 1.0. Чтобы перейти в режим Quick Charge 2.0, гаджет подаёт 0,6 В на D+ (состояние S2). ЗУ определяет это напряжение как соответствие гаджета QC 2.0 и в ответ разъединяет D+ и D−, закорачивая D− на 0 В. Теперь и гаджет видит, что ЗУ соответствует QC 2.0, и подаёт на D+ 3,3 В (состояние S3). Теперь ЗУ отпускает D− и видит сочетание напряжений на D+/D−, которым гаджет выставляет требуемое напряжение питания. В состоянии S3 показан выход на 9 В, в состоянии S4 — выход на 12 В, далее — на 5 В.

Quick Charge 3.0

2016 год. Спецификация дополняет QC 2.0 возможностью ступенчатой регулировки напряжения питания в диапазоне 3,6-20 В по запросу гаджета с шагом 0,2 B.

Class

Qualcomm разделяет зарядные устройства на два класса — Class A и Class B. Зарядные устройства Class A могут выдавать только до 12 В. Соответственно, устройства, способные переключаться в режим 20 В, обозначаются как Class B.

Quick Charge и кабели Type C

Согласно спецификации USB, некоторые кабели с разъёмами Type C могут содержать микросхему, идентифицирующую параметры кабеля. Поскольку эта микросхема питается от линий питания кабеля, то повышение напряжения на них может оказаться фатальным как для кабеля, так и для подключенного оборудования. В связи с этим применение Quick Charge 2.0 и 3.0 на кабелях с разъёмами Type C оказалось рискованным. В 2015 году USB-IF опубликовал методику тестирования кабельной инфраструктуры с разъёмами Type C, где прямо запретил управление напряжением на линии питания нестандартными методами. Корпорация Google выпустила рекомендацию не поддерживать QC 2.0 и 3.0 в Android-устройствах[6]. Для решения этой проблемы Qualcomm обещала представить в 2017 году новую ревизию спецификации Quick Charge 4[7].

Quick Charge 4.0

Qualcomm Quick Charge 4.0 представлена в ноябре 2016 года. Qualcomm Quick Charge 4+ представлена летом 2017 года[4][8]. Заявлена совместимость с кабелями с разъёмами USB Type-C и протоколом USB Power Delivery. Для обеспечения такой совместимости устройства QC4 сначала пытаются установить соединение по протоколу Power Delivery и только если другие подключенные устройства не поддерживают его, переключается в режим QC. Это означает, что зарядные устройства QC4 поддерживают и QC-, и PD-протоколы заряда.

По заявлению компании, новая технология позволит всего за 5 минут подзарядить устройство с аккумулятором емкостью 2750 мАч для 5 часов использования, а за 15 минут — зарядить батарею с нуля на 50 %[9].

Quick Charge 4.0+

Quick Charge 4.0+ является улучшенной версией Quick Charge 4.0. Qualcomm сосредоточилась на трёх основных параметрах: эффективности, скорости и тепловыделении. Так, специальная технология Dual Charge разделяет ток заряда, позволяя тем самым снизить выделение тепла на 3 °C и уменьшить время зарядки на 15 %. Снижение тепловыделения должно также позитивно сказаться на долговечности аккумулятора.

Также Qualcomm реализовала дополнительные функции для повышения безопасности во время зарядки. Например, Quick Charge 4.0+ может одновременно контролировать уровни температуры корпуса и разъёма, что должно предотвратить перегрев, короткое замыкание или даже повреждение разъёма USB Type-C. По словам представителя компании, эффективность зарядки возросла на целых 30 % по сравнению с Quick Charge 4.0.

Quick Charge 5

Qualcomm Quick Charge 5 представлена в июле 2020 года. Эта технология позволяет создавать зарядки мощностью свыше 100 Вт. В сравнении с Quick Charge 4.0 пятая версия стандарта в четыре раза быстрее, на 70 % более эффективна и на 10 °C меньше нагревает аккумулятор. Согласно внутренним тестам Qualcomm, батарею ёмкостью 4500 мА·ч (состоящую из двух параллельно соединённых элементов питания по 2250 мА⋅ч) можно зарядить с помощью QC 5 от 0 % до 50 % всего за 5 минут. Полная зарядка такой батареи займет 15 минут.

Также технология предусматривает использование аккумуляторов, состоящих из трёх последовательно соединённых элементов. Зарядные устройства с технологией QC 5 поддерживают выходное напряжение от 3,3 до 20 В с током 3,3 или 5 А и даже больше (для более мощных устройств).

Quick Charge 5 разработана на базе USB Power Delivery PPS, но предлагает обратную совместимость с QC4 и более ранними версиями, поэтому пользователям не придётся покупать дополнительные аксессуары. Она может работать со стандартными устройствами USB PD и смартфонами Apple (iPhone 7 и новее). Qualcomm утверждает, что её новая технология безопаснее, чем обычная зарядка. Она имеет 8 уровней защиты по напряжению, 3 уровня защиты по току, 3 уровня защиты от перегрева и защиту от перенапряжения на входе свыше 25 вольт[10].

Аналогичные решения

Компания Motorola выпустила свой стандарт зарядки под торговой маркой TurboPowertm[11][12]. Он основан на QC 2.0 и совместим с ним. В основном используется в продукции компании Lenovo.

Технология Samsung Adaptive Fast Charging также является упрощенной разновидностью QC 2.0 и совместима с ним[13][14]. Отличия в том, что зарядные устройства Samsung AFC поддерживают только напряжение 9 В и потому не всегда способны заменить QC зарядные устройства.

Примечания
  1. Сетевое зарядное устройство с поддержкой QC 3.0 // Статья от 21.03.2017 г. «iXBT.com».
  2. Выбор есть: быстрые зарядки для смартфонов — Quick Charge и Pump Express // Статья от 04.11.2017 г. «4PDA». Н. Рафальская.
  3. Qualcomm Quick Charge — что это и как работает технология быстрой зарядки
  4. Технология Qualcomm Quick Charge 4+ ускорит зарядку на 15 %
  5. How the ZTE Nubia Z17 Phone Draws Power from the BatPower PD6 Power Bank Through USB Power Delivery
  6. Google to OEMs: Don’t use Qualcomm Quick Charge; USB-PD is the future | Ars Technica
  7. Представлена технология Qualcomm Quick Charge 4
  8. Qualcomm’s Quick Charge 4.0 Rumored To Deliver 28W Charging: One Of The Many Upgrades Of Snapdragon 830
  9. Quick Charge 4.0: технология быстрой зарядки | AndroidLime. androidlime.ru. Дата обращения: 9 марта 2018.
  10. Qualcomm представила Quick Charge 5: поддержка зарядки свыше 100 Вт и полный заряд за 15 минут. Трешбокс.ру. Дата обращения: 13 августа 2020.
  11. Разбираемся в стандартах быстрой зарядки — android.mobile-review.com
  12. Charge through life with turbopower™
  13. Быстрая зарядка в смартфонах: разбираемся в её типах и безопасности
  14. How does fast charging work? Here’s every single standard compared
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.