Quick Charge ( QC ) — набор технологий компании Qualcomm для энергоснабжения мобильных устройств с аккумуляторами. Включают в себя:

• технологию передачи повышенной мощности через кабели с разъемами USB свыше стандартных спецификаций USB. Для максимальной эффективности и зарядное устройство и устройство должны поддерживать спецификацию Quick Charge.
• технологию бережного и быстрого заряда аккумуляторов .
• комплект микросхем для обслуживания аккумулятора и электропитания мобильного устройства .

В стандарте на USB имеется аналог Quick Charge — USB Power Delivery . Несмотря на это, Quick Charge получило довольно широкое распространение в связи с поддержкой этой технологии в мобильных процессорах Qualcomm Snapdragon и доступности контроллеров питания для мобильных устройств и зарядного устройства по этой технологии.

Было выпущено 4-е совместимых друг с другом версии спецификации . «Совместимых» означает, что при соединении устройств любых версий QC они смогут договориться по протоколу старейшей из версий. Спецификации Quick Charge закрыты, сама технология является лицензируемой, то есть платной для производителей оборудования.

Quick Charge 1.0

2013 год. Предусматривала питание только 5 В 2 А и мало отличалась от других решений того времени, совместимых со спецификацией USB Battery Charging . Распространения не получило.

Quick Charge 2.0

2015 год. Как и USB Power Delivery, спецификация предусматривала возможность повышения напряжения питания до 9, 12 или 20 В после согласования между зарядным и мобильным устройствами. Но, в отличие от USB Power Delivery, метод согласования питающего напряжения был гораздо проще и позволял использовать существующие кабели и разъёмы USB 2.0/3.0. По состоянию линий D+/D− мобильное устройство определяет, что подключено к зарядному устройству, после чего выставляет на линии D+/D− определённое напряжение в соответствии с желаемым напряжением питания.

D+	D−	Vbus
0,6 В	0 В	5 В
0 В	0,6 В	5 В
3,3 В	0,6 В	9 В
0,6 В	0,6 В	12 В
3,3 В	3,3 В	20 В
0,6 В	3,3 В	Регулируемое согласно QC 3.0

В момент подачи питания (состояние S1 на рисунке) зарядное устройство выдаёт в нагрузку 5 В и замыкает линии D+/D−. При этом такое ЗУ определяется как соответствующее стандарту USB Battery Charging . Если питаемый гаджет не соответствовал QC, то зарядное устройство продолжало работать в этом режиме, обеспечивая совместимость с USB Battery Charging и Quick Charge 1.0. Обычное мобильное устройство подаёт 0,6 В на D+, замеряет напряжение на D−, и если оно такое же, начинает потреблять ток 1,5 А — это длится меньше секунды даже с учётом низкой производительности и переходных процессов. QC-устройство продолжает держать напряжение без нужды (состояние S2). Если состояние S2 продержится 1,25 с, ЗУ определяет это напряжение как соответствие мобильного устройства QC 2.0 и в ответ разъединяет D+ и D−, закорачивая D− на 0 В. Теперь и устройство видит, что ЗУ соответствует QC 2.0, и подаёт на D+ 3,3 В (состояние S3). Теперь ЗУ отпускает D− и видит сочетание напряжений на D+/D−, которым устройство выставляет требуемое напряжение питания. В состоянии S3 показан выход на 9 В, в состоянии S4 — выход на 12 В, далее — на 5 В.

Quick Charge 3.0

2016 год. Спецификация дополняет QC 2.0 возможностью ступенчатой регулировки напряжения питания в диапазоне 3,6-20 В по запросу мобильного устройства с шагом 0,2 B.

Class А и B

Qualcomm разделяет зарядные устройства на два класса — Class A и Class B. Зарядные устройства Class A могут выдавать только до 12 В, устройства, способные переключаться в режим 20 В, обозначаются как Class B.

Quick Charge и кабели Type C

Согласно спецификации USB , некоторые кабели с разъёмами Type C могут содержать микросхему, идентифицирующую параметры кабеля. Поскольку эта микросхема питается от линий питания кабеля, то повышение напряжения на них может оказаться опасным как для кабеля, так и для подключенного оборудования. В связи с этим применение Quick Charge 2.0 и 3.0 на кабелях с разъёмами Type C оказалось рискованным. В 2015 году USB-IF опубликовал методику тестирования кабелей с разъёмами Type C, где прямо запретил управление напряжением на линии питания нестандартными методами. Корпорация Google выпустила рекомендацию не поддерживать QC 2.0 и 3.0 в Android-устройствах . Для решения этой проблемы Qualcomm обещала представить в 2017 году новую ревизию спецификации Quick Charge 4 .

Quick Charge 4.0

Qualcomm Quick Charge 4.0 представлена в ноябре 2016 года. Заявлена совместимость с кабелями с разъёмами USB Type-C и протоколом USB Power Delivery 2.0 . Для обеспечения такой совместимости устройства QC4 сначала пытаются установить соединение по протоколу Power Delivery, и только если другие подключенные устройства не поддерживают его, переключается в режим QC. Это означает, что зарядные устройства QC4 поддерживают и QC-, и PD-протоколы заряда.

По заявлению компании, 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 % .

Quick Charge 4.0+

Qualcomm Quick Charge 4+ представлена летом 2017 года . Quick Charge 4.0+ является улучшенной версией Quick Charge 4.0. Qualcomm сосредоточилась на трёх основных параметрах: эффективности, скорости и тепловыделении. Так, специальная технология Dual Charge разделяет ток заряда, позволяя тем самым снизить выделение тепла на 3 °C и уменьшить время зарядки на 15 %. Снижение тепловыделения должно также положительно сказаться на долговечности аккумулятора.

Также Qualcomm реализовала дополнительные функции для повышения безопасности во время зарядки. Например, Quick Charge 4.0+ может одновременно контролировать уровни температуры корпуса и разъёма, что должно предотвратить перегрев, короткое замыкание или даже повреждение разъёма USB Type-C. В среднем эффективность зарядки возросла примерно на 30 % по сравнению с Quick Charge 4.0.

Quick Charge 5

Qualcomm Quick Charge 5 представлена в июле 2020 года. Эта технология позволяет создавать зарядные устройства мощностью свыше 100 Вт, а также добавила совместимость с USB Power Delivery 3.1 . В сравнении с Quick Charge 4.0 пятая версия стандарта в 4 раза быстрее, на 70 % более эффективна и на 10 °C меньше нагревает аккумулятор. Согласно внутренним тестам Qualcomm, батарею ёмкостью 4500 мА·ч (состоящую из 2-х параллельно соединённых элементов питания по 2250 мА⋅ч) можно зарядить с помощью QC 5 от 0 % до 50 % всего за 5 минут. Полная зарядка такой батареи займет 15 минут.

Также технология предусматривает использование аккумуляторов, состоящих из 3-х последовательно соединённых элементов. Зарядные устройства с технологией QC 5 поддерживают выходное напряжение от 3,3 до 20 В с током 3,3 или 5 А и даже больше (для более мощных устройств).

Quick Charge 5 разработана на базе USB Power Delivery PPS, но предлагает обратную совместимость с QC4 и более ранними версиями, поэтому пользователям не придётся покупать дополнительные устройства. Она может работать со стандартными устройствами USB PD и смартфонами Apple (iPhone 7 и новее). Quick Charge 5 безопаснее, чем обычная зарядка: она имеет 8 уровней защиты по напряжению, 3 уровня защиты по току, 3 уровня защиты от перегрева и защиту от перенапряжения на входе свыше 25 вольт .

Аналогичные решения

Компания Motorola выпустила свой стандарт зарядки под торговой маркой TurboPower ^tm . Он основан на QC 2.0 и совместим с ним. В основном используется в продукции компании Lenovo .

Технология Samsung Adaptive Fast Charging также является упрощенной разновидностью QC 2.0 и совместима с ним . Отличия в том, что зарядные устройства Samsung AFC поддерживают только напряжение 9 В и потому не всегда способны заменить QC зарядные устройства.

См. также

• Протоколы быстрой зарядки
• Thunderbolt

Примечания