Power Delivery (PD) a Quick Charge (QC) jsou standardy rychlého nabíjení, které umožňují zařízení požadovat potřebné napětí a nabíječce přizpůsobit své výstupní parametry. Díky tomu může jeden port USB poskytovat několik úrovní napětí a samozřejmě i proud potřebný k nabíjení.
První verze USB poskytovaly 5 V při proudu 0,5 A. V pozdějších verzích byl proud zvýšen na 1 A a 2 A. Pro dosažení vyššího výkonu při 5 V však byl zapotřebí vyšší proud, což vedlo k nutnosti zvětšit průřez vodičů a používat silnější nabíjecí kabely. Nikdo samozřejmě nechtěl používat kabely tlusté jako prst.
Rychlé nabíjení tento problém řeší zvýšením napětí místo proudu. Pro výkon 18 W při 5 V je potřeba proud 3,6 A, zatímco při 12 V stačí pouze 1,5 A. Tím se snižuje potřeba zvětšovat průřez vodičů. Zatímco telefony obvykle používají 5 V, notebooky ke svému nabíjení zpravidla využívají 20–48 V a napájecí adaptéry s výkonem 65 W nebo vyšším.
Standardy rychlého nabíjení
Power Delivery (PD) a Quick Charge (QC) se liší především svými komunikačními protokoly. Power Delivery je otevřený standard vyvinutý organizací USB Implementers Forum, zatímco Quick Charge je proprietární technologie společnosti Qualcomm. Od verze Quick Charge 4 byla přidána podpora Power Delivery, což výrazně zlepšilo kompatibilitu mezi oběma standardy.
Na začátku 10. let 21. století představilo mnoho výrobců vlastní technologie rychlého nabíjení. Patřily mezi ně MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging a Motorola TurboPower. Většina těchto řešení však nezískala širší rozšíření.
Postupem času se Power Delivery stal nejrozšířenějším standardem rychlého nabíjení, kompatibilním se širokou škálou zařízení včetně produktů společnosti Apple. Quick Charge si naopak získal popularitu v zařízeních založených na procesorech Qualcomm a v nabíječkách různých výrobců. Díky přidání podpory Power Delivery se jeho univerzálnost výrazně zvýšila.
Jak funguje nabíjení
Power Delivery i Quick Charge jsou založeny na komunikaci mezi zařízením a zdrojem napájení.
Po připojení zařízení je ještě před dodáním nabíjecího napětí prostřednictvím signálních vodičů odeslán řídicí signál – jednoduše řečeno je požadována konkrétní úroveň napětí. Nabíječka nebo powerbanka po obdržení informací o požadovaných parametrech dodá odpovídající napětí prostřednictvím napájecích vodičů.
Pro tento proces se obvykle používají konektory USB Type-C. Plně vybavené kabely mají složitou vnitřní strukturu podporující výměnu dat a vyjednávání napájení. Ne všechny kabely USB Type-C jsou však stejné. Kvůli snížení nákladů je mnoho kabelů zjednodušeno, což může omezovat rychlost nabíjení.
Podporovaná napětí pro Power Delivery a Quick Charge
Rychlé nabíjení zvyšuje výstupní výkon zvýšením napětí při zachování stejné úrovně stejnosměrného proudu. Hodnoty napětí podporované těmito standardy jsou uvedeny níže.
| Napětí (V) | Proud (A) | Výkon (W) | Typ kabelu |
|---|---|---|---|
| 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) |
Čínští výrobci rozšířili rozsah podporovaných napětí přidáním podpory pro výstupy 12 V a 24 V, které se používají především k jiným účelům než k nabíjení. Přenosnou nabíječku lze například použít k napájení routeru nebo bezpečnostních kamer. Některé přenosné nabíječky Baseus například podporují výstup 12 V. Taková zařízení často využívají speciální kabely, například USB-C–DC kabely vybavené vestavěnými čipy pro určení požadovaného výstupního napětí.
Standardy přenosu dat mezi nabíječkou a zařízením
Existují dva standardy datové komunikace mezi zařízeními: SRP a EPR.
SRP (Standard Power Range)
Jedná se o základní režim. Komunikace mezi zařízením a nabíječkou probíhá prostřednictvím linky CC. Zařízení určí požadované napětí a nabíječka jej dodá jako pevnou hodnotu. Parametry se během nabíjení nemění.
EPR (Extended Power Range)
Jedná se o pokročilejší režim. Využívá dodatečnou linku VCONN, která umožňuje zařízení a nabíječce nepřetržitě si vyměňovat data. Díky tomu lze napětí během nabíjení upravovat s vysokou přesností a v malých krocích.
Tento režim je navržen především pro prodloužení životnosti baterie: až do přibližně 70 % nabití zařízení využívá maximální výkon a poté jej postupně snižuje, jak se blíží plnému nabití.
Kabely určené pro výkon 100 W a zejména až 240 W musí podporovat standard EPR. Obvykle jsou příslušně označeny, i když v praxi tomu tak není vždy.
