A Power Delivery (PD) és a Quick Charge (QC) olyan gyorstöltési szabványok, amelyek lehetővé teszik, hogy egy eszköz a szükséges feszültséget kérje, a töltő pedig ennek megfelelően módosítsa a kimeneti paramétereit. Ennek eredményeként egyetlen USB-port többféle feszültségszintet és természetesen áramerősséget is képes biztosítani a töltéshez.
A korai USB-verziók 5 V feszültséget biztosítottak 0,5 A áramerősség mellett. A későbbi verziókban az áramerősséget 1 A-re, majd 2 A-re növelték; azonban a nagyobb teljesítmény biztosításához 5 V mellett nagyobb áramerősségre volt szükség, ami viszont nagyobb vezetőkeresztmetszetet és vastagabb töltőkábeleket igényelt. Természetesen senki sem szeretett volna ujjnyi vastag kábeleket használni.
A gyorstöltés ezt a problémát a feszültség növelésével oldja meg az áramerősség növelése helyett. 18 W teljesítmény eléréséhez 5 V mellett 3,6 A szükséges, míg 12 V mellett mindössze 1,5 A. Ez csökkenti a vezetőkeresztmetszet növelésének szükségességét. Míg a telefonok általában 5 V-ot használnak, a laptopok jellemzően 20–48 V feszültséggel töltődnek, és 65 W-os vagy annál nagyobb teljesítményű hálózati adaptereket használnak.
Gyorstöltési szabványok
A Power Delivery (PD) és a Quick Charge (QC) elsősorban a kommunikációs protokolljaikban különböznek. A Power Delivery egy nyílt szabvány, amelyet a USB Implementers Forum fejlesztett ki, míg a Quick Charge a Qualcomm által létrehozott, szabadalmaztatott technológia. A Quick Charge 4 verziótól kezdve megjelent a Power Delivery támogatása, ami jelentősen javította a két szabvány közötti kompatibilitást.
A 2010-es évek elején számos gyártó saját gyorstöltési technológiát vezetett be. Ezek közé tartozott a MediaTek Pump Express, a Samsung Adaptive Fast Charging, az Oppo Super VOOC, a Huawei SuperCharge, az Anker PowerIQ, a Google Fast Charging és a Motorola TurboPower. A legtöbb ilyen megoldás azonban nem terjedt el széles körben.
Idővel a Power Delivery vált a legszélesebb körben támogatott gyorstöltési szabvánnyá, amely számos eszközzel kompatibilis, beleértve az Apple termékeit is. A Quick Charge ezzel szemben a Qualcomm processzorokra épülő eszközökben és a különböző gyártók töltőiben vált népszerűvé. A Power Delivery támogatásának hozzáadásával a sokoldalúsága jelentősen megnőtt.
Hogyan működik a töltés
Mind a Power Delivery, mind a Quick Charge az eszköz és az áramforrás közötti kommunikációra épül.
Amikor egy eszközt csatlakoztatnak, a töltési feszültség biztosítása előtt egy vezérlőjel kerül továbbításra a jelvezetékeken keresztül — egyszerűen fogalmazva az eszköz egy meghatározott feszültségszintet kér. A töltő vagy a külső akkumulátor, miután megkapta a szükséges paramétereket, a megfelelő feszültséget biztosítja a tápvezetékeken keresztül.
Ehhez a folyamathoz általában USB Type-C csatlakozókat használnak. A teljes funkcionalitású kábelek összetett belső felépítéssel rendelkeznek, amely támogatja az adatcserét és a teljesítményegyeztetést. Azonban nem minden USB Type-C kábel egyforma. A költségek csökkentése érdekében sok kábelt egyszerűsített kialakítással gyártanak, ami korlátozhatja a töltési sebességet.
A Power Delivery és a Quick Charge által támogatott feszültségek
A gyorstöltés a kimeneti teljesítményt a feszültség növelésével emeli, miközben az egyenáram szintje változatlan marad. Az alábbiakban a szabványok által támogatott feszültségértékek láthatók.
| Feszültség (V) | Áramerősség (A) | Teljesítmény (W) | Kábeltípus |
|---|---|---|---|
| 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) |
A kínai gyártók kibővítették a támogatott feszültségtartományt 12 V-os és 24 V-os kimenetek támogatásával, amelyeket elsősorban nem töltési célokra használnak. Például egy hordozható töltő használható router vagy megfigyelőkamerák tápellátására. Egyes Baseus hordozható töltők például támogatják a 12 V-os kimenetet. Az ilyen eszközök gyakran speciális kábeleket használnak, például USB-C–DC kábeleket, amelyek beépített chipekkel rendelkeznek a szükséges kimeneti feszültség meghatározásához.
Adatátviteli szabványok a töltő és az eszköz között
Két szabvány létezik az eszközök közötti adatkommunikációhoz: az SRP és az EPR.
SRP (Standard Power Range)
Ez az alapmód. Az eszköz és a töltő közötti kommunikáció a CC vonalon keresztül történik. Az eszköz megadja a szükséges feszültséget, a töltő pedig azt rögzített értékként biztosítja. A paraméterek töltés közben nem változnak.
EPR (Extended Power Range)
Ez egy fejlettebb mód. Egy további VCONN vonalat használ, amely lehetővé teszi az eszköz és a töltő közötti folyamatos adatcserét. Ennek köszönhetően a feszültség közvetlenül töltés közben, nagy pontossággal és kis lépésekben szabályozható.
Ennek elsődleges célja az akkumulátor élettartamának növelése: 70%-os töltöttségi szintig az eszköz maximális teljesítményt vesz fel, majd fokozatosan csökkenti azt, ahogy közeledik a teljes feltöltéshez.
A 100 W-os, illetve különösen a 240 W-os teljesítményre tervezett kábeleknek támogatniuk kell az EPR szabványt. Ezek általában megfelelő jelöléssel rendelkeznek, bár a gyakorlatban ez nem mindig van így.
