Разбираемся в стандартах быстрой зарядки: USB Power Delivery и Qualcomm Quick Charge
Егор Морозов
—
Перенесемся мысленно на десять лет назад: на рынке продаются первые iPhone, различные коммуникаторы на Windows Mobile и первые смартфоны на Android. Все они имеют аккумуляторы емкостью в 1200-1500 мАч и зарядки на ~1 А и 5 В, которые позволяли полностью зарядить аккумулятор за полтора-два часа. С учетом того, что устройства того времени в массе своей как минимум спокойно доживали до вечера, а то и вообще жили больше суток — редко кто жаловался на долгое время зарядки.
Но время шло, емкости аккумуляторов стали расти, время автономной работы — падать, а зарядки оставились такими же: все это в итоге привело к тому, что часто приходилось проводить часы рядом с розеткой, только чтобы смартфон дожил до вечера. И, разумеется, производители стали проблему решать: раз еще больше увеличить емкость аккумуляторов не получается, то нужно их быстрее заряжать — так и появились стандарты быстрой зарядки, о которых мы сегодня и поговорим.
USB Battery Charging Revision 1.2
Стандарт был принят консорциумом USB еще в 2011 году — то есть, его мог абсолютно бесплатно использовать любой производитель, оснащавший свое устройство USB-портом. При этом если стандартный USB 3.0 выдавал не более 900 мА при 5 В, то тут ток возрастает уже до 1.5 А — больше чем в полтора раза, что позволяет существенно сократить время зарядки.
На деле же особо большого распространения он не получил: зачастую такой мощный USB-порт был лишь в топовых материнских платах и ноутбуках, и помечался он обычно красным цветом или значком молнии:
Увы — производители смартфонов все также продолжали класть в комплект зарядные устройства на 1 А и 5 В, то есть зарядки с Battery Charging 1.2 приходилось покупать отдельно. Но, в любом случае, это позволяло заряжать устройства ощутимо быстрее без вреда для них.
Qualcomm Quick Charge 1.0-2.0
Пожалуй, самый известный стандарт быстрой зарядки, анонсированный Qualcomm в 2013 году. Версия 1.0 поддерживала только чипсет Snapdragon 600. Напряжение все также оставалось стандартным для USB — 5 вольт, а вот ток был поднят до 2 А — то есть, еще на треть больше, чем у BC 1.2. Особого распространения первая версия этого стандарта не получила, так что нет смысла на ней долго останавливаться.
QC 2.0 стал первым действительно популярным стандартном быстрой зарядки. Работал он с устройствами на Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808 и 810. Основное отличие от предыдущих стандартов — перестал расти ток, который теперь ограничен 2 А, а вот напряжение может повышаться аж до 12 В. Причина этому банальна: подавляющее большинство существующих на тот момент кабелей USB-microUSB поддерживали ток не более 2.4 А, в противном случае они могли начать перегреваться, что уже было опасно (как мы знаем, тепловые потери пропорциональны силе тока и квадрату сопротивления). Поэтому Qualcomm пошли другим путем — банально стали поднимать напряжение, и в итоге максимальная мощность теперь составляет 18 Вт (12 В и 1.67 А) против 10 Вт (5 В и 2 А) у первой версии QC.
Разумеется, для регулирования напряжения теперь использовались специальные контроллеры, которые должны были быть и в зарядке, и в самом смартфоне. «Общались» же они между собой с помощью контактов D+/D- в порте USB, и смартфон выбирал необходимое напряжение и силу тока. Если зарядное устройство не поддерживало QC (то есть не реагировало на специальное напряжение на контактах D+/D-), то зарядка шла стандартным током в 1 А при напряжении в 5 В.
Увы — с выходом QC 2.0 стали возникать первые проблемы: из-за достаточно высокой мощности в 18 Вт аккумуляторы начинали перегреваться, что негативно сказывалось на их сроке работы. Конечно, в стандарте был заложен безопасный диапазон температур, при выходе из которого быстрая зарядка отключалась, но производители зачастую закрывали на это глаза, дабы маркетологи могли радовать пользователей слоганами типа «80% за час».
Все стало еще хуже с выходом горячего Snapdragon 810: с учетом того, что при подключении к зарядке Android зачастую увеличивает фоновую активность (например, обновляются программы), что разогревает CPU, плюс еще и греется аккумулятор от быстрой зарядки — в итоге пользователи массово сталкивались с быстрой деградацией аккумуляторов и умиранием материнских плат от перегрева. Особенно часто это происходило с владельцами LG G4, Nexus 5x и Flex. Компания в ответ на жалобы порекомендовала использовать быструю зарядку только тогда, когда она нужна, а на ночь заряжать обычной медленной — очевидно, что пользователи такой ответ не оценили и подали на LG коллективный иск в суд.
Сама компания Qualcomm не называет время зарядки — она всего лишь говорит, что теперь она идет на 75% быстрее, чем с QC 1.0. Независимые же тесты показывают, что смартфон с аккумулятором на ~3000 мАч можно зарядить с помощью QC 2.0 на 50% примерно за 40 минут.
USB Power Delivery
В 2015 году стали массово появляться устройства с USB-C. Так как этот протокол может содержать в себе множество различных других, зачастую производители стали останавливаться на USB 2.0 или 3.0 — соответственно, никаких проблем с поддержкой QC 2.0 не было.
Но дальше стало интереснее — консорциум USB создает стандарт Type-C 1.2, который поддерживает ток в 3 А при напряжении 5 В: например, именно такую быструю зарядку имели смартфоны Lumia 950 и 950XL. Казалось бы — все здорово, никаких проблем с QC быть не должно: ан нет, такие кабели внутри имеют специальную управляющую микросхему, которая может работать только при 5 В, а QC 2.0, как мы помним, может поднимать напряжение аж до 12 В. И так как в стандарте QC нет никакой проверки на наличии такой микросхемы в кабеле, все это может печально кончиться и для кабеля, и для смартфона.
Разумеется, Google не могла остаться в стороне, и официально порекомендовала отказаться производителям смартфонов использовать USB-C вместе с QC 2.0. Однако, что было ожидаемо, многие производители (например, OnePlus) заверили пользователей, что с их кабелями проблем не будет, ну а если у вас сгорел смартфон от использования стороннего кабеля — это, как говорится, уже ваши проблемы.
Дальше — еще «веселее»: дабы разграничить кабели, которые могут пропускать 3 А, 1.5 А и 1 А, консорциум USB решил встраивать в них резисторы на 10, 22 и 56 кОм соответственно. Но китайцы как обычно решили ставить в дешевые кабели резисторы только на 10 кОм — это привело к тому, что устройства с поддержкой USB-C 1.2 «понимает», что можно брать 3 А, и запрашивает их у зарядного устройства. Итог тут может быть абсолютно любой — в лучшем случае зарядка отдаст тот ток, который сможет (и вряд ли это будет 3 А), а худшем — просто сгорит, возможно повредив еще и подключенный смартфон.
Ближе к концу 2015 года консорциум USB выпускает спецификации стандарта Power Delivery 3.0, который в будущем, скорее всего, будут использовать все: так, он позволяет задать напряжение от 5 до 20 В и ток от 1.8 до 5 А, так что в итоге максимальная мощность может достигать целых 100 ватт — этого уже хватит для зарядки ноутбука, и многие современные решения типа Xiaomi Notebook или Apple MacBook уже его используют. При этом тип коннектора может быть любым: USB-C, microUSB, даже USB-A, а передача идти в обе стороны: то есть, можно от смартфона зарядить смартфон. При этом есть обратная совместимость с USB-C 1.2, то есть заряжать от зарядки с поддержкой PD ту же Lumia 950 можно. Все возможные комбинации зарядок доступны ниже:
Qualcomm Quick Charge 3.0-4.0
Разумеется, в компании понимали, что проблемы с перегревом нужно решать, и в 2016 году, с выходом Snapdragon 820/821, была представлена технология QC 3.0. Qualcomm перестала гнаться за мощностью — она все также осталась в пределах 18 Вт, зато теперь была гибкая настройка напряжения: если в версии 2.0 были жестко заданы 5, 9 или 12 В, то тут можно было изменять напряжение с шагом в 0.2 В в диапазоне 3.6-20 В. К тому же сами производители смартфонов теперь могли ограничить максимальное напряжение, например, на уровне 12 В. Плюсуя сюда то, что новые Snapdragon (поддерживаются 821, 820, 620, 618, 617 и 430) были все же холоднее провального 810-ого, в итоге можно считать, что проблема с перегревом была решена.
Увы — другая проблема, с USB-C, все еще осталась, так что использовать сторонние кабели для быстрой зарядки через этот порт все еще было рискованно. Что касается скорости зарядки, то компания обещает, что большая часть смартфонов с QC 3.0 зарядится до 70% за полчаса:
Стандарт QC 4.0 был представлен в конце 2016 года и решал множество проблем: во-первых, теперь его можно было использовать с любыми USB-C кабелями — разумеется, от них будет зависеть скорость зарядки, но все еще в любом случае она будет идти быстрее, чем со стандартными 1 А и 5 В. Вторая его особенность — полная совместимость с Power Delivery, так что сначала зарядка опрашивает подключенное устройство, поддерживает ли оно PD, и если нет — переключается на режим QC.
Спецификации стандарта QC 4.0 те же, что и у 3.0 — до 18 Вт при токе до 2 А и напряжении до 12 В, и до 27 Вт через стандарт PD. Поддерживаемые чипсеты — Snapdragon 630, 636, 835. По словам Qualcomm, 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 %.
Технология QC 4+, представленная в 2017 году, сильно от 4.0 не отличается: так, технология Dual Charge позволяет разделить ток на два потока, что снижает температуру на 3 градуса и увеличивает скорость зарядки на 15%. Поддерживаемые чипсеты — Snapdragon 660, 670, 710, и 845.
Общая таблица всех версий QC выглядит так:
Обратная совместимость
Все версии QC, начиная с 2.0, являются обратно совместимыми: так, если телефон имеет более новую версию QC, чем зарядка, то будет использоваться протокол, который поддерживает зарядка, но с энергоэффективностью версии, которая используется в телефоне. Если же подключить смартфон с более старой версией QC к зарядке с более новой, то эффект будет полностью аналогичен использованию зарядки с той же версией QC, что и поддерживает устройство.
Совместимость Power Delivery с Quick Charge 2.0 и 3.0
Как я писал выше, официально ее нет, но на практике возможны различные варианты: так, есть смартфоны, типа того же Nexus 5x или 6p, которые поддерживают и PD, и QC — они в обоих случаях будут заряжаться быстро. Второй вариант — зарядное устройство и гаджет «не поймут» друг друга, и будет идти стандартная медленная зарядка с 1 А и 5 В, или же зарядка вовсе идти не будет. Но может быть и самый худший вариант: на устройство без поддержки PD подастся 3 А и 5 В (стандарт USB-C 1.2) из-за «неправильного» кабеля с резистором на 10 кОм, и тут уже ситуация будет непредсказуемой: стандарт QC с такими токами не работает, то есть смартфон может банально сгореть, а может просто откажется заряжаться. Поэтому если ваше устройство поддерживает QC 2.0 или 3.0 — очень тщательно выбирайте и кабель, и зарядное устройство.
В заключительной части статьи мы поговорим про быстрые зарядки от других производителей типа Apple, Huawei, Mediatek и прочих.
Рекомендации
Рекомендации
Комментарии
+136
+2
+90
соглашусь с комментом выше, который согласился с комментом выше, в свою очередь, который согласился с комментом ещё выше!
Соглашусь с комментом, который выше этого коммента, который согласился с комментом выше и который в свою очередь тоже согласился с комментом ещё выше.
Соглашусь с комментом, который выше этого коммента, который согласился с комментом выше и который в свою очередь тоже согласился с комментом ещё выше.
+108
QC 3 — скорее всего будет обычная медленная зарядка, QC 4 — так как он поддерживает PD, как и новые айфоны, то будет быстрая зарядка. А вообще подробнее уже в следующей статье про это расскажу.
Нет, iPhone никак не показывает, что заряжается быстро или медленно, так что тут только засекать время.
С обычным проводом iPhone вы не получите быструю зарядку. Так как Power Delivery работает через USB Type-C, соответсвенно и провод вам нужен USB Type-C — Lightning.
От зарядки QC 3.0. вы получите обычный заряд через стандартный кабель, а от QC 4.0 быстрый заряд, потому что он совместим с Power Delivery.
От зарядки QC 3.0. вы получите обычный заряд через стандартный кабель, а от QC 4.0 быстрый заряд, потому что он совместим с Power Delivery.
Вообще-то комплектный кабель от iPhone никак к заряднику с QC 4 не подключите, ибо они все только с USB-C, так что изначально было очевидно, что придется покупать кабель Lightning — USB-C. А то, что PD работает через USB-C — ни разу не обязательно, может быть и USB-A, стандарт это не запрещает.
Вас спрашивают как будет работать ЗУ QC 3.0 и 4.0 с проводом от iPhone, а вы лишь делаете догадки.
Потом на мой комментарий пишите что «вообще-то».
И давайте вместе, Егор, поищем зарядку Power Delivery с разъёмом USB-A?!
Потом на мой комментарий пишите что «вообще-то».
И давайте вместе, Егор, поищем зарядку Power Delivery с разъёмом USB-A?!
Вас спрашивают как будет работать ЗУ QC 3.0 и 4.0 с проводом от iPhoneвы считаете людей настолько глупыми, что они не смогут понять, что USB-A в USB-C не вставляется?) Вопрос был явно не в проводе, а в техническом аспекте — будет ли быстрая зарядка или нет.
Потом на мой комментарий пишите что «вообще-то».Что, собственно, не так-то? Вы написали очевидную вещь и повторили мой коммент, и ошиблись с PD.
И давайте вместе, Егор, поищем зарядку Power Delivery с разъёмом USB-A?!Вот вам, уважаемый s_medik, замечательный тестер, где и USB-A, и microUSB могут работать с токами аж до 3 А при 5 В — то есть стандарт Power Delivery второй версии —
1. С трех аккаунтов меня тут за 5 минут минусовать не нужно, вы же все же автор этого портала, поэтому будте готовы к диалогу, даже если вам он не нравится. Хотя к вам я вообще в комментарии не обращался. Но реакция ваша понятна — уронила Маша мячик!
2. Вам задают вопрос про QC 3.0 и провод от iPhone, вы пишете ответ со словами «скорей всего». Т.е. вы пишете статью о быстрых зарядках, должны вроде разобраться в этом вопросе, но однако употребляете выражение «скорей всего».
Я вам подскажу тогда — точно через зарядку QC 3.0 iPhone будет заряжаться как и от обычного зарядника!
3. Вы серьезно мне отвечаете скрином с PD 6-летней давности?
4. В тестерах Power Delivery работает через USB Type-C, micro служит для питания. И не нужно мне говорить про стандарты 6-летней давности, с мощностью которых работают уже обычные ЗУ. И судя по первой же ссылке в Яндексе, эти тестеры вы не долго искали.
5. Ну и на сладкое — конечно же жду от вас ссылок на современные зарядные устройства с поддержкой Power Delivery и разъёмом USB-A.
С таким же успехом можете поискать iPhone X с коннектором 30pin.
P.S И в минусы больше не играйте, а то придётся Денису жаловаться))
2. Вам задают вопрос про QC 3.0 и провод от iPhone, вы пишете ответ со словами «скорей всего». Т.е. вы пишете статью о быстрых зарядках, должны вроде разобраться в этом вопросе, но однако употребляете выражение «скорей всего».
Я вам подскажу тогда — точно через зарядку QC 3.0 iPhone будет заряжаться как и от обычного зарядника!
3. Вы серьезно мне отвечаете скрином с PD 6-летней давности?
4. В тестерах Power Delivery работает через USB Type-C, micro служит для питания. И не нужно мне говорить про стандарты 6-летней давности, с мощностью которых работают уже обычные ЗУ. И судя по первой же ссылке в Яндексе, эти тестеры вы не долго искали.
5. Ну и на сладкое — конечно же жду от вас ссылок на современные зарядные устройства с поддержкой Power Delivery и разъёмом USB-A.
С таким же успехом можете поискать iPhone X с коннектором 30pin.
P.S И в минусы больше не играйте, а то придётся Денису жаловаться))
С трех аккаунтов меня тут за 5 минут минусовать не нужноВы вроде уже четвертый год на сайте, должны знать, что «вес» плюсов/минусов автора втрое больше. И если нажать на репутацию своего поста, то будут видны ники всех, кто его оценил. Но если вам минусование делает так больно — что ж, окей, больше не буду).
Вам задают вопрос про QC 3.0 и провод от iPhone, вы пишете ответ со словами «скорей всего».Знаете в чем юмор? В том, что я действительно разобрался, в отличие от вас. Проблема в том, что зарядок с чистым QC практически нет — большая часть тех, что с того же алика, способны выдать 2-2.4 А и 5 В для любого устройства — а те же iPhone Plus могут их взять. А могут и нет, тут как повезет. Из-за этого и идет мое «скорее всего» — к тому же я написал, что подробно объясню в следующей части.
Вы серьезно мне отвечаете скрином с PD 6-летней давности?А почему, собственно, нет? Как тогда по вашему классифицируется зарядка, например, в 2 А и 5 В — это не BC 1.2, там максимум 1.5 А. Или вы хотите сказать, что в консорциуме USB сидят дураки, которые никак не обозвали целый диапазон токов от 1.5 до 3 А с 5 В?)
micro служит для питанияА нам нужно иное?)
И судя по первой же ссылке в Яндексе, эти тестеры вы не долго искали.эмм это даже комментировать не буду. Я видать должен был весь инет на уши поставить?)
Ну и на сладкое — конечно же жду от вас ссылок на современные зарядные устройства с поддержкой Power Delivery и разъёмом USB-A.Еще раз. Зарядка 2 А и 5 В — это PD. Нравится вам это или нет — таков стандарт. Когда он принят — дело десятое, сейчас в ноуты до сих пор USB 2.0 15-летней давности ставят, и 3.0 9-летней.
И в минусы больше не играйте, а то придётся Денису жаловаться))И вам того же советую). А то как минусовать — все герои, а получать по три минуса сразу — все уходят).
Официально айфон 7 не поддерживает быструю зарядку, но с быстрой зарядкой 29вт от эпл, он заряжается на полчаса быстрее чем от 5втной. Я решил проверить с квикчарж3.0 от сяоми, которая прекрасно работает с сяоми, и нифига она не быстрее, тоже самое что и 5вт. проверял двумя кабелями, своим от фокскон, и угриновским новым, там написано что он держит 2.4а , но не помогло
+2
+293
Я прям радуюсь, когда выходят статьи от Морозова! Спасибо!
хорошая статья!
"Поэтому если ваше устройство поддерживает QC 2.0 или 3.0 — очень тщательно выбирайте и кабель, и зарядное устройство."
А если USB PD поддерживает, то тоже тщательно?)
"Поэтому если ваше устройство поддерживает QC 2.0 или 3.0 — очень тщательно выбирайте и кабель, и зарядное устройство."
А если USB PD поддерживает, то тоже тщательно?)
Егор Морозов, спасибо за статью! Все ещё лучший разбор зарядных устройств в рунете. Подскажите, была ли вторая часть? Если да, можно добавить ссылку на неё в эту статью.
0
Смартфон не может потребить больше чем нужно ... так что хоть 100 ампер и 5 в все будет ок да хоть бесконечность ампер ... это не перемычки какая-то)
0
Cяоми 300ваттную выпустила и за 4м57 сек достигла 100%