Τα Power Delivery (PD) και Quick Charge (QC) είναι πρότυπα γρήγορης φόρτισης που επιτρέπουν σε μια συσκευή να ζητά την απαιτούμενη τάση και στον φορτιστή να προσαρμόζει τις παραμέτρους εξόδου του. Ως αποτέλεσμα, μία μόνο θύρα USB μπορεί να παρέχει πολλαπλά επίπεδα τάσης και, φυσικά, ρεύματος για φόρτιση.
Οι πρώτες εκδόσεις του USB παρείχαν 5 V στα 0,5 A. Στις μεταγενέστερες εκδόσεις, το ρεύμα αυξήθηκε σε 1 A και 2 A. Ωστόσο, για την παροχή μεγαλύτερης ισχύος στα 5 V απαιτούνταν υψηλότερο ρεύμα, κάτι που με τη σειρά του απαιτούσε μεγαλύτερη διατομή αγωγών και παχύτερα καλώδια φόρτισης. Φυσικά, κανείς δεν ήθελε να χρησιμοποιεί καλώδια τόσο χοντρά όσο ένα δάχτυλο.
Η γρήγορη φόρτιση λύνει αυτό το πρόβλημα αυξάνοντας την τάση αντί για το ρεύμα. Για 18 W στα 5 V απαιτούνται 3,6 A, ενώ στα 12 V χρειάζονται μόνο 1,5 A. Αυτό μειώνει την ανάγκη αύξησης της διατομής των αγωγών. Ενώ τα τηλέφωνα χρησιμοποιούν συνήθως 5 V, οι φορητοί υπολογιστές χρησιμοποιούν συνήθως 20–48 V για φόρτιση και τροφοδοτικά ισχύος 65 W ή μεγαλύτερα.
Πρότυπα γρήγορης φόρτισης
Τα Power Delivery (PD) και Quick Charge (QC) διαφέρουν κυρίως στα πρωτόκολλα επικοινωνίας τους. Το Power Delivery είναι ένα ανοικτό πρότυπο που αναπτύχθηκε από το USB Implementers Forum, ενώ το Quick Charge είναι μια ιδιόκτητη τεχνολογία που δημιουργήθηκε από την Qualcomm. Από το Quick Charge 4 και μετά, προστέθηκε υποστήριξη για το Power Delivery, γεγονός που βελτίωσε σημαντικά τη συμβατότητα μεταξύ των δύο προτύπων.
Στις αρχές της δεκαετίας του 2010, πολλοί κατασκευαστές παρουσίασαν τις δικές τους τεχνολογίες γρήγορης φόρτισης. Μεταξύ αυτών ήταν οι MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging και Motorola TurboPower. Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις λύσεις δεν κατάφεραν να αποκτήσουν ευρεία αποδοχή.
Με την πάροδο του χρόνου, το Power Delivery έγινε το πιο ευρέως υποστηριζόμενο πρότυπο γρήγορης φόρτισης, συμβατό με ένα ευρύ φάσμα συσκευών, συμπεριλαμβανομένων των προϊόντων της Apple. Το Quick Charge, από την άλλη πλευρά, έγινε δημοφιλές σε συσκευές που βασίζονται σε επεξεργαστές Qualcomm και σε φορτιστές διαφόρων κατασκευαστών. Με την προσθήκη υποστήριξης για το Power Delivery, η ευελιξία του αυξήθηκε σημαντικά.
Πώς λειτουργεί η φόρτιση
Τόσο το Power Delivery όσο και το Quick Charge βασίζονται στην επικοινωνία μεταξύ της συσκευής και της πηγής τροφοδοσίας.
Όταν συνδέεται μια συσκευή, πριν από την παροχή τάσης για φόρτιση, μεταδίδεται ένα σήμα ελέγχου μέσω των καλωδίων σήματος — με απλά λόγια, ζητείται ένα συγκεκριμένο επίπεδο τάσης. Ο φορτιστής ή το power bank, αφού λάβει πληροφορίες σχετικά με τις απαιτούμενες παραμέτρους, παρέχει την κατάλληλη τάση μέσω των καλωδίων τροφοδοσίας.
Για αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιούνται συνήθως σύνδεσμοι USB Type-C. Τα πλήρως εξοπλισμένα καλώδια διαθέτουν πολύπλοκη εσωτερική δομή που υποστηρίζει ανταλλαγή δεδομένων και διαπραγμάτευση ισχύος. Ωστόσο, δεν είναι όλα τα καλώδια USB Type-C ίδια. Για τη μείωση του κόστους, πολλά καλώδια κατασκευάζονται με απλοποιημένο σχεδιασμό, κάτι που μπορεί να περιορίσει την ταχύτητα φόρτισης.
Υποστηριζόμενες τάσεις για Power Delivery και Quick Charge
Η γρήγορη φόρτιση αυξάνει την ισχύ εξόδου αυξάνοντας την τάση, διατηρώντας παράλληλα το ίδιο επίπεδο συνεχούς ρεύματος. Οι τιμές τάσης που υποστηρίζονται από αυτά τα πρότυπα παρατίθενται παρακάτω.
| Τάση (V) | Ρεύμα (A) | Ισχύς (W) | Τύπος καλωδίου |
|---|---|---|---|
| 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) |
Οι Κινέζοι κατασκευαστές επέκτειναν το εύρος των υποστηριζόμενων τάσεων προσθέτοντας υποστήριξη για εξόδους 12 V και 24 V, οι οποίες χρησιμοποιούνται κυρίως για σκοπούς άλλους από τη φόρτιση. Για παράδειγμα, ένας φορητός φορτιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία ενός δρομολογητή ή καμερών επιτήρησης. Ορισμένοι φορητοί φορτιστές της Baseus, για παράδειγμα, υποστηρίζουν εξόδους 12 V. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούν συχνά ειδικά καλώδια, όπως καλώδια USB-C σε DC, εξοπλισμένα με ενσωματωμένα τσιπ για τον καθορισμό της απαιτούμενης τάσης εξόδου.
Πρότυπα μεταφοράς δεδομένων μεταξύ φορτιστή και συσκευής
Υπάρχουν δύο πρότυπα επικοινωνίας δεδομένων μεταξύ συσκευών: SRP και EPR.
SRP (Standard Power Range)
Αυτή είναι η βασική λειτουργία. Η επικοινωνία μεταξύ της συσκευής και του φορτιστή πραγματοποιείται μέσω της γραμμής CC. Η συσκευή καθορίζει την απαιτούμενη τάση και ο φορτιστής την παρέχει ως σταθερή τιμή. Οι παράμετροι δεν αλλάζουν κατά τη διάρκεια της φόρτισης.
EPR (Extended Power Range)
Αυτή είναι μια πιο προηγμένη λειτουργία. Χρησιμοποιεί μια πρόσθετη γραμμή VCONN, η οποία επιτρέπει στη συσκευή και στον φορτιστή να ανταλλάσσουν συνεχώς δεδομένα. Χάρη σε αυτό, η τάση μπορεί να ρυθμίζεται απευθείας κατά τη διάρκεια της φόρτισης με υψηλή ακρίβεια και μικρά βήματα.
Αυτό έχει σχεδιαστεί κυρίως για την παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας: έως το 70% της φόρτισης, η συσκευή καταναλώνει τη μέγιστη ισχύ και στη συνέχεια τη μειώνει σταδιακά καθώς πλησιάζει την πλήρη φόρτιση.
Τα καλώδια που είναι σχεδιασμένα για 100 W και ιδιαίτερα έως 240 W πρέπει να υποστηρίζουν το πρότυπο EPR. Συνήθως φέρουν την αντίστοιχη σήμανση, αν και στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει πάντα.
