Ricarica rapida - Quick Charge

un caricatore USB supporta QC3.0

Quick Charge (QC) è un protocollo di ricarica della batteria proprietario sviluppato da Qualcomm , utilizzato per gestire l'alimentazione fornita tramite USB , principalmente comunicando con l'alimentatore e negoziando una tensione.

Quick Charge è supportato da dispositivi come telefoni cellulari che funzionano con SoC Qualcomm e da alcuni caricabatterie; sia il dispositivo che il caricabatterie devono supportare il controllo di qualità, altrimenti la ricarica del controllo di qualità non viene raggiunta. Ricarica le batterie in dispositivi più velocemente di quanto lo standard USB consente aumentando la tensione di uscita fornita dal caricatore USB, adottando tecniche per prevenire i danni alla batteria causati da una ricarica rapida incontrollata e regolando la tensione in ingresso internamente.

La maggior parte dei caricabatterie che supportano Quick Charge 2.0 e versioni successive sono adattatori a muro, ma è implementato su alcuni caricabatterie per auto e alcuni power bank lo utilizzano sia per ricevere che per fornire la carica.

Quick Charge viene utilizzato anche dai sistemi di ricarica rapida proprietari di altri produttori.

Particolari

Quick Charge è una tecnologia proprietaria che consente la ricarica di dispositivi alimentati a batteria, principalmente telefoni cellulari, a livelli di potenza superiori a 5  volt a 2  amp , quindi 10 watt consentiti dagli standard USB di base, senza considerare l' USB Power Delivery (USB PD ) standard, pur mantenendo la compatibilità con i cavi USB esistenti .

Le tensioni elevate consentono di spingere quantità maggiori di potenza (wattaggio) attraverso i fili di rame del cavo senza riscaldarli ulteriormente e rischiare danni da calore, poiché il calore nel filo è causato esclusivamente dalla corrente elettrica .

Un altro vantaggio dell'elevata tensione, come descritto nella legge di Ohm § Altre versioni , è la sua migliore capacità di passare attraverso cavi USB più lunghi grazie alla compensazione delle cadute di tensione da fili con resistenze più elevate .

Numerose altre aziende hanno le proprie tecnologie concorrenti, tra cui MediaTek Pump Express e OPPO VOOC (concesso in licenza a OnePlus come Dash Charge ), l'ultima delle quali eleva la corrente piuttosto che la tensione di alimentazione per ridurre il calore dalla regolazione della tensione interna, ma facendo affidamento su Cavi USB per gestire la corrente senza surriscaldamento , come descritto in VOOC § Technology .

Sebbene non sia documentato pubblicamente, il protocollo (ad es. negoziazioni di tensione tra dispositivo e caricabatterie) è stato decodificato e una tensione personalizzata può essere richiesta manualmente dal caricabatterie utilizzando un circuito di trigger che simula la negoziazione su un dispositivo finale.

Per utilizzare Quick Charge, sia l'host che fornisce alimentazione che il dispositivo devono supportarlo.

Quick Charge 2.0 ha introdotto una funzione opzionale chiamata Dual Charge (inizialmente chiamata Parallel Charging), utilizzando due PMIC per dividere la potenza in 2 flussi per ridurre la temperatura del telefono.

Quick Charge 3.0 ha introdotto INOV ( Intelligent Negotiation for Optimal Voltage ), Battery Saver Technologies, HVDCP+ e Dual Charge+ opzionale. INOV è un algoritmo che determina il trasferimento di potenza ottimale massimizzando l'efficienza. Battery Saver Technologies mira a mantenere almeno l'80% della capacità di carica originale della batteria dopo 500 cicli di carica. Qualcomm afferma che Quick Charge 3.0 è fino a 4–6 °C più freddo, il 16% più veloce e il 38% più efficiente di Quick Charge 2.0, e che Quick Charge 3.0 con Dual Charge+ è fino a 7–8 °C più freddo, 27% più veloce e 45% più efficiente di Quick Charge 2.0 con Dual Charge.

Quick Charge 4 è stato annunciato a dicembre 2016 insieme allo Snapdragon 835 . Quick Charge 4 include HVDCP++, Dual Charge++ opzionale, INOV 3.0 e Battery Saver Technologies 2. È compatibile con entrambe le specifiche USB-C e USB PD, supportando il fallback su USB PD se il caricabatterie o il dispositivo non è compatibile. Tuttavia, i caricabatterie Quick Charge 4 non sono retrocompatibili con Quick Charge. Dispone inoltre di ulteriori misure di sicurezza per la protezione da sovratensione, sovracorrente e surriscaldamento, oltre al rilevamento della qualità del cavo. Qualcomm afferma che Quick Charge 4 con Dual Charge++ è fino a 5 °C più fresco, 20% più veloce e 30% più efficiente di Quick Charge 3.0 con Dual Charge+.

Quick Charge 4+ è stato annunciato il 1° giugno 2017. Introduce il bilanciamento termico intelligente e funzioni di sicurezza avanzate per eliminare i punti caldi e proteggere da surriscaldamento, cortocircuiti o danni al connettore USB-C. Dual Charge++ è obbligatorio, mentre nelle versioni precedenti Dual Charge era opzionale. A differenza di Quick Charge 4, Quick Charge 4+ è completamente retrocompatibile con i dispositivi Quick Charge C 2.0 e 3.0.

Quick Charge 5 è stato annunciato il 27 luglio 2020. Con un massimo di 100  W di potenza, su un telefono cellulare con una  batteria da 4500 mAh, Qualcomm dichiara una carica del 50% in soli 5 minuti. Qualcomm ha annunciato che questo standard è compatibile con l'alimentatore programmabile USB PD PPS e che la sua tecnologia può comunicare con il caricabatterie durante la ricarica di celle doppie e raddoppiare la tensione e l'amperaggio. Ad esempio, una singola batteria richiede 8,8  V di alimentazione. La doppia cella può quindi chiedere al caricabatterie PPS di emettere 17,6 volt e dividerlo a metà nelle due batterie separate, tirando 5,6 amp in totale per raggiungere 100 watt. Il primo telefono con questa tecnologia è stato lo Xiaomi Mi 10 Ultra .

Ricarica rapida per alimentazione wireless

Il 25 febbraio 2019, Qualcomm ha annunciato Quick Charge for Wireless Power. Quick Charge for Wireless Power ricorre allo standard Qi del Wireless Power Consortium se il caricabatterie o il dispositivo non sono compatibili.

Versioni

Tecnologia Voltaggio Massimo Nuove caratteristiche Data di rilascio Appunti
Attuale Potenza
Ricarica rapida 1.0 Fino a 6,3 V 2 A 10 W 2013 Snapdragon 215, 600
Ricarica rapida 2.0 1,67 LA, 2 LA o 3 LA 18 W (9 V × 2 A) 2014 Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 653, 800, 801, 805, 808, 810
Ricarica rapida 3.0 3,6–22 V con incrementi di 0,2 V. 2,6 A o 4,6 A 36 W (12 V × 3 A) 2016 Snapdragon 427, 429, 430, 435, 439, 450, 460, 617, 620, 625, 626, 632, 650, 652, 653, 662, 665, 820, 821
Ricarica rapida 4 2017 Snapdragon 630, 636, 660, 710, 720G, 835, 845
Ricarica rapida 4+ Snapdragon 670, 675, 690, 712, 730, 730G, 732G, 750G, 765, 765G, 768G, 778G, 780G, 845, 855, 855+/860, 865, 865+, 870
Ricarica rapida 5 >100  W 2020 Snapdragon 888, 888+

Altri protocolli di ricarica

Protocolli basati su Quick Charge

Nota: sono compatibili con i caricabatterie abilitati per la ricarica rapida

  • TurboPower ( Motorola )
  • Ricarica rapida Mi ( Xiaomi )
  • Ricarica rapida adattiva ( Samsung )
  • BoostMaster ( Asus )
  • Ricarica rapida a doppio motore ( Vivo , solo modelli precedenti al 2020)

Altri protocolli proprietari

  • VOOC ( OPPO e pre-2020 Realme modelli)
  • Supercarica ( Huawei )
  • Warp (precedentemente Dash) Charge ( OnePlus )
  • Pompa Express ( MediaTek )
  • Carica Super Flash (Vivo, dal 2020 in poi)
  • DART (Realme, dal 2020 in poi)
  • XCharge ( Infinix )

Confronto con Pump Express

MediaTek Pump Express è la tecnologia di ricarica del principale concorrente fornitore di chipset di Qualcomm, MediaTek .

Le versioni 2014 e 2015 di Pump Express, Pump Express Plus e Pump Express Plus 2.0 , in competizione rispettivamente con Qualcomm Quick Charge 2.0 e 3.0, differiscono comunicando le richieste di tensione al caricatore utilizzando segnali di modulazione di corrente attraverso le principali linee di alimentazione USB ( VBUS ) piuttosto piuttosto che negoziare attraverso le corsie dati USB 2.0.

MediaTek Pump Express Plus (controparte di Quick Charge 2.0) supporta livelli di tensione elevati di 7, 9 e 12 volt, il primo dei quali non è supportato da Quick Charge 2.0.

Come la sua controparte Quick Charge 3.0, Pump Express Plus 2.0 supporta livelli di tensione a grana più fine. Quelli di Pump Express Plus 2.0 sono compresi tra 5 volt e 20 volt, con mezzo volt tra ogni passo (5,0  V, 5,5  V, 6,0  V, …, 19,5  V, 20,0  V). Tuttavia, l'intervallo di tensione più ampio di Quick Charge 3.0 parte da 3,6 volt con 0,2 volt tra ogni passaggio e arriva fino a 22 volt (3,6  V, 3,8  V, 4,0  V, …, 21,8  V, 22  V).

Appunti

Riferimenti

link esterno