Power Delivery (PD) и Quick Charge (QC) — это стандарты быстрой зарядки, которые позволяют устройству запрашивать необходимое напряжение, а зарядному устройству — изменять параметры выходного питания. Благодаря этому один USB-порт может обеспечивать несколько уровней напряжения и, соответственно, силы тока для зарядки.
Ранние версии USB обеспечивали питание 5 В при 0,5 А. В более поздних версиях сила тока была увеличена до 1 А и 2 А; однако для получения большей мощности при 5 В требовался более высокий ток, что, в свою очередь, требовало увеличения сечения проводников и размеров зарядных кабелей. Разумеется, никто не хотел использовать кабели толщиной с палец.
Быстрая зарядка решает эту проблему за счёт увеличения напряжения вместо увеличения силы тока. Для получения 18 Вт при 5 В требуется 3,6 А, тогда как при 12 В достаточно всего 1,5 А. Это снижает необходимость увеличивать сечение проводников. Если телефоны обычно используют 5 В, то ноутбуки, как правило, заряжаются напряжением 20–48 В и используют адаптеры питания мощностью 65 Вт и более.
Стандарты быстрой зарядки
Power Delivery (PD) и Quick Charge (QC) отличаются главным образом протоколами связи. Power Delivery — это открытый стандарт, разработанный организацией USB Implementers Forum, тогда как Quick Charge — это проприетарная технология, созданная компанией Qualcomm. Начиная с Quick Charge 4, была добавлена поддержка Power Delivery, что значительно улучшило совместимость между этими двумя стандартами.
В начале 2010-х годов многие производители представили собственные технологии быстрой зарядки. Среди них были MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging и Motorola TurboPower. Однако большинство этих решений не получили широкого распространения.
Со временем Power Delivery стал наиболее распространённым стандартом быстрой зарядки, совместимым с широким спектром устройств, включая продукцию Apple. Quick Charge, в свою очередь, получил популярность в устройствах на базе процессоров Qualcomm и в зарядных устройствах различных производителей. После добавления поддержки Power Delivery его универсальность значительно возросла.
Как работает зарядка
И Power Delivery, и Quick Charge основаны на обмене данными между устройством и источником питания.
Когда устройство подключается, перед подачей напряжения для зарядки по сигнальным проводам передаётся управляющий сигнал — проще говоря, запрашивается определённый уровень напряжения. Зарядное устройство или внешний аккумулятор, получив информацию о необходимых параметрах, подаёт соответствующее напряжение по силовым проводам.
Для этого обычно используются разъёмы USB Type-C. Полнофункциональные кабели имеют сложную внутреннюю структуру, поддерживающую обмен данными и согласование параметров питания. Однако не все кабели USB Type-C одинаковы. Для снижения стоимости многие кабели упрощаются, что может ограничивать скорость зарядки.
Поддерживаемые напряжения Power Delivery и Quick Charge
Быстрая зарядка увеличивает выходную мощность за счёт повышения напряжения при сохранении того же уровня постоянного тока. Поддерживаемые стандартами значения напряжения приведены ниже.
| Напряжение (В) | Ток (А) | Мощность (Вт) | Тип кабеля |
|---|---|---|---|
| 5 В | 3,0 А | 15 Вт | Standard Power Range (SPR) |
| 9 В | 3,0 А | 27 Вт | Standard Power Range (SPR) |
| 15 В | 3,0 А | 45 Вт | Standard Power Range (SPR) |
| 20 В | 5,0 А | 100 Вт | Standard Power Range (SPR) |
| 28 В | 5,0 А | 140 Вт | Extended Power Range (EPR) |
| 36 В | 5,0 А | 180 Вт | Extended Power Range (EPR) |
| 48 В | 5,0 А | 240 Вт | Extended Power Range (EPR) |
Китайские производители расширили диапазон поддерживаемых напряжений, добавив поддержку выходов 12 В и 24 В, которые в основном используются не для зарядки. Например, портативное зарядное устройство может применяться для питания роутера или камер видеонаблюдения. Некоторые портативные зарядные устройства Baseus, например, поддерживают выходное напряжение 12 В. Для таких устройств часто используются специальные кабели, например USB-C–DC, оснащённые встроенными чипами для определения требуемого выходного напряжения.
Стандарты передачи данных между зарядным устройством и устройством
Существует два стандарта обмена данными между устройствами: SRP и EPR.
SRP (Standard Power Range)
Это базовый режим. Связь между устройством и зарядным устройством осуществляется через линию CC. Устройство указывает необходимое ему напряжение, а зарядное устройство подаёт его как фиксированное значение. Параметры во время зарядки не изменяются.
EPR (Extended Power Range)
Это более продвинутый режим. В нём используется дополнительная линия VCONN, которая позволяет устройству и зарядному устройству постоянно обмениваться данными. Благодаря этому напряжение может регулироваться непосредственно во время зарядки с высокой точностью и небольшими шагами.
Основная цель этого механизма — продление срока службы аккумулятора: до 70 % заряда устройство потребляет максимальную мощность, а по мере приближения к полному заряду постепенно снижает её.
Кабели, рассчитанные на мощность 100 Вт и особенно до 240 Вт, должны поддерживать стандарт EPR. Обычно они имеют соответствующую маркировку, хотя на практике это соблюдается не всегда.
