Szybkie ładowanie – przewodnik po technologiach

Standardy szybkiego ładowania to obecnie jeden z najważniejszych elementów rywalizacji pomiędzy producentami smartfonów. Walka trwa już od dawna i kilku graczy jest w czołówce, jednak nic nie zapowiada, żeby wyłonił nam się jeden ostateczny zwycięzca. Dash Charge, SuperCharge, Quick Charge, Pump Express… łatwo się pogubić. Czas nieco uporządkować ten chaos.

Wpływ rewolucji urządzeń mobilnych na rozwój technologii widać bardzo wyraźnie przez pryzmat historii standardu USB. Pierwotnie jego głównym zadaniem miał być przesył danych i pierwsze usprawnienia dotyczyły przede wszystkim właśnie tego aspektu. Na postęp nie trzeba było długo czekać, kolejne generacje USB znacznie poprawiły prędkość transferu i już od wielu lat jest ona zupełnie satysfakcjonująca. Co więcej, większość z nas tak naprawdę wcale nie korzysta z dobrodziejstw super szybkiego przesyłu danych USB 3.0, nie mówiąc już o kosmicznie szybkiej wersji 3.2 (nawet 2500MB/s). Coraz bardziej zaawansowane metody łączności bezprzewodowej sprawiły, że kabel USB ma dla nas jedno zadanie – ma naładować telefon i dobrze, żeby to zrobił szybko. Jak najszybciej.

Szybkie ładowanie kwestią priorytetową

Smartfonowa rewolucja kompletnie zmieniła naszą relację z telefonem komórkowym (nawet ta nazwa już brzmi staroświecko). Dawno temu przestał służyć tylko do komunikacji, przejął rolę kamery, nawigacji samochodowej, karty płatniczej czy po prostu komputera! Można wymieniać w nieskończoność. Potrzeba bycia online 24/7 zdecydowanie wzrosła, co oczywiście niosło za sobą szereg problemów. Największy z nich to rzecz jasna uzależnienie od social mediów, a zaraz za nim plasuje się czas pracy baterii i oczywiście szybkość ładowania.

Znaczenie problemu jest duże, wiedzą to użytkownicy, wiedzą to producenci urządzeń i inżynierowie, którzy zajmują się tworzeniem coraz szybszych, skuteczniejszych technologii zasilania. Efektem tego jest bardzo dynamiczna rywalizacja. Szybkość ładowania i czas pracy baterii to obecnie bardzo istotne argumenty w stale trwającej walce pomiędzy czołowymi producentami smartfonów. Z pewnością każdy słyszał o Quick Charge, ale jest to tylko jeden z wielu wykorzystywanych systemów.

Zanim jednak przejdziemy do standardów szybkiego ładowania, trzeba wyjaśnić dwa tematy, które często pojawiają się w tym kontekście, a niekoniecznie muszą mieć z nim coś wspólnego.

USB 1.0/2.0/3.0

…a właściwie jeszcze 0.8, 1.1, 3.2 i kilka pomiędzy. Takie oznaczenia przydzielane były kolejnym wersjom na drodze rozwoju standardu USB. Generacje te nie są związane z szybkością ładowania, tylko transferu. Każda kolejna wersja oczywiście znacznie zwiększała możliwości standardu. Przez 22 lata historii USB transfer poprawił się z 12Mbit/s do 20Gbit/s.

USB-C (a także USB-A i USB-B i kilka innych)

Literki te oznaczają typy złącz USB, czy mówiąc prościej kształty wtyczek. Razem z powstaniem standardu USB otrzymaliśmy dwa typy – USB-A oraz USB-B.
Ten pierwszy do tej pory jest powszechnie używanym standardem USB i z pewnością znany jest każdemu. Typ USB-B był znacznie rzadziej wykorzystywany, głównie w urządzeniach biurowych. Poniżej obie wersje, kolejno USB-A i USB-B.

Razem z kolejnymi wersjami standardu zwiększała się też liczba złącz, powstawały zmniejszone wtyczki, takie jak mini USB czy micro USB. Ta druga jest obecnie zdecydowanie najbardziej powszechna w urządzeniach przenośnych. Po lewej mini USB, z prawej micro USB.

USB-C to najnowsza wersja i umożliwia ona zdecydowanie najwyższą przepustowość i ładowanie laptopów do aż 100W. Najnowsze technologie ładowania, takie jak Power Delivery, są związane ściśle z tym typem złącza.

Wyścig technologii szybkiego ładowania

Okej, możemy przejść do dania głównego. W poniższym słowniczku dowiecie się skąd wzięły się poszczególne technologie szybkiego ładowania i na czym polegają.

1. USB battery charging
2. Qualcomm Quick Charge
3. Power Delivery
4. Apple Fast Charge
5. Samsung Adaptive Fast Charge
6. Motorola TurboPower
7. Pump Express
8. SuperCharge
9. Dash Charge
10. Oppo Super VOOC
11. Meizu Super mCharge

1. USB battery charging

Jak wspominaliśmy na początku artykułu, kiedy standard USB został stworzony, jego zadaniem miał być głównie transfer danych i nie przejmowano się zbytnio kwestią ładowania urządzeń. Pierwotne parametry wynosiły 0,5A przy domyślnych 5V (2,5W). Postęp technologiczny przez kolejne lata zmierzał nieuchronnie w stronę urządzeń mobilnych, więc szybkie ładowanie stało zaczęło nabierać coraz większego znaczenia. Usprawnienie USB battery charging zostało wprowadzone w 2007 roku i zwiększyło tempo ładowania do 1.5A (7,5W). Porty powszechnie umieszczane w komputerach przeznaczone np. do podłączenia klawiatury czy myszki zazwyczaj nie posiadają nawet tej teoretycznie przestarzałej technologii i dysponują zaledwie podstawowymi parametrami 0,5A/5V.

2. Qualcomm Quick Charge

Najpopularniejsza obecnie technologia ładowania stworzona przez producenta procesorów – Qualcomm. System ten zaprojektowano dla telefonów, które posiadają jeden z procesorów Qualcomma z serii Snapdragon, ale jest kompatybilny z innymi urządzeniami. Quick Charge 1.0 zadebiutował w 2013 roku i jego parametry wynosiły 5V/2A, czyli 10W. Wersja 2.0 umożliwiała już ładowanie w napięciu 9V i 12V o maksymalnej mocy 18W. Kolejna odsłona technologii wprowadziła możliwość ładowania napięciem od 3.6V do 20V w odstępach 20mV. Pozwalało to na znacznie dokładniejsze dopasowanie optymalnych parametrów ładowania. Obecna wersja –  umożliwia już ładowanie mocą 27W (3A/9V).

Przy okazji QC warto wspomnieć o jeszcze jednym terminie, INOV, co oznacza Intelligent Negotiation for Optimal Voltage. Technologia ta została opracowana przy pracy nad wersją Quick Charge 3.0. Algorytm INOV ma pozwolić urządzeniom mobilnym na dobieranie z ładowarki odpowiednich parametrów ładowania dla uzyskania maksymalnej efektywności i przedłużenia żywotności baterii.

W naszym sklepie znajdziecie ładowarki wieloportowe z technologią Quick Charge 3.0. Prezentują się tak 🙂

3. Power Delivery

Standard Power Delivery pojawił się w 2012 roku i jego zadaniem jest umożliwienie ładowania poprzez USB także sprzętu wymagającego znacznie większej mocy – nawet 100W. Ostatecznym celem jest oczywiście całkowite ujednolicenie technologii ładowania, byśmy mogli używać jednego zasilacza do wszystkich urządzeń przenośnych. Wszystko wskazuje na to, że w jakimś stopniu cel ten zostanie osiągnięty już wkrótce, co można zaobserwować przez rosnącą liczbę laptopów i smartfonów ładowanych własnie tym systemem.

Ładowanie Power Delivery 1.0 mogło przebiegać w trzech napięciach – 5V, 12V i 20V. W zależności od profilu mogliśmy ładować mocą 10W, 18W, 36W, 60W i 100W. Na pierwszym etapie standard nie obejmował szerokiego zakresu natężenia, jedynie określone wartości.
Zasada działania PD polega na tym, że urządzenia przystosowane do ładowania wyższą mocą komunikują się z adapterem i pobierają prąd o takich parametrach, jakie potrzebują. Pierwsza wersja Power Delivery nie była wykorzystywana komercyjnie.

Wersja 2.0 umożliwiała już ładowanie w czterech napięciach – 5V, 9V, 15V i 20V, przy czym natężenie mogło być już dostosowywane znacznie elastyczniej od 0,5W do 100W. Wersja ta jest ściśle związana z USB-C. Kolejna odsłona oznaczona numerem 3.0 nie wprowadziła już tak istotnych zmian, więc nie będziemy poświęcać jej więcej czasu.

W ładowarkę tego typu zaopatrzycie się oczywiście u nas – ładowarki USB-C Power Delivery.

4. Apple Fast Charge

Termin ten pojawia się w mediach, ale tak naprawdę Apple nie posiada żadnej specjalnej technologii ładowania swoich urządzeń. Najnowsze Macbooki i iPhone’y korzystają po prostu z Power Delivery. Starsze modele nie umożliwiają szybkiego ładowania i dopiero iPhone 8 był w tej kwestii przełomowy. Niestety w przypadku telefonów z jabłkiem musimy zaopatrzyć się we własną ładowarkę USB-C PD, ponieważ w zestawie znajdziemy tylko mocno przestarzały model o mocy zaledwie 5W. Tak, nawet w najnowszym modelu Xs. Odpowiedni sprzęt znajdziecie rzecz jasna u nas, to 18-watowe cacko z rozwiąże problem 😀  (nie ma się nad czym zastanawiać, 5W to naprawdę bardzo kiepski wynik).

5. Samsung Adaptive Fast Charge

Stosowana wyłącznie w smartfonach Samsunga technologia, funkcjonuje na takiej samej zasadzie co Quick Charge i telefony tego producenta jak najbardziej mogą być ładowane ładowarkami Quick Charge. Dotyczy to również wielu modeli, które nie posiadają procesora z serii Snapdragon. Nie musi to jednak oznaczać, że ładowarki ADP będą szybko ładować telefony innych producentów, które współpracują z Quick Charge.

6. Motorola TurboPower

Technologia wykorzystywana w smartfonach Motoroli (what a surprise). Podobnie jak Dash Charge bazuje na zwiększeniu natężenia. Producent twierdzi, że możliwe do uzyskania jest nawet 5.7A, co przy 5V daje nam aż 28,5W mocy. Niezwykle szybko jak na smartfon. Niestety, istotnym problemem jest spore zwiększenie temperatury podczas ładowania, nawet o ponad 15 stopni Celsjusza. Jak wiemy, duże ciepło nie sprzyja zdrowiu baterii, więc może to być niepokojące, zwłaszcza w ciepłe, letnie dni.

7. Pump Express

Stworzona przez MediaTek technologia miała być konkurencją dla Quick Charge Qualcomma, ale o prawdziwej rywalizacji tych standardów nigdy nie było mowy. Pump Express miał być przeznaczony do telefonów wyposażonych w procesor MediaTek, więc np. Sony, HTC czy Meizu. Pierwsze wersje Pump Express bazowały na zmianie napięcia ładowania, zupełnie jak QC, jednak od wersji 3.0 postawiono na bezpośrednie ładowanie baterii. Producent zapewniał o wielkim przełomie, jednak wersja ta przeszła zupełnie bez echa.

Obecnie MediaTek promuje już Pump Express 4.0 i jego sposób działania podobny jest do systemów TurboPower i DashCharge.

8. SuperCharge

Za termin Super Charge odpowiada Huawei i jest to technologia stosowana wyłącznie w smartfonach Huawei i Honor. Ładowanie SuperCharge może odbywać się przy napięciu 9V lub 5V przy czym maksymalna moc to 22,5W (4,5V/5A). Kontroler dobiera idealne napięcie ładowania w zależności od baterii.

9. Dash Charge/Oppo VOOC

System Dash Charge opracowany został przez chińskiego producenta smartfonów Oppo. W Europie co prawda marka ta nie występuje, ale za to dobrze znamy już OnePlus, które jest firmą-córką Oppo Electronics. Sam Dash Charge z kolei w Chinach promowany jest jako Oppo VOOC i stąd ten ukośnik w tytule. VOOC oznacza Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging.
Nie pytajcie mnie skąd skrót VOOC.
I tak, wiem, że bardzo to zagmatwane, więc przejdźmy do meritum. Co to właściwie za system?

Zasadnicza różnica pomiędzy nim, a Quick Charge polega na innym sposobie uzyskania wysokiej mocy ładowania. Podczas gdy Quick Charge zwiększa napięcie ładowania, Dash Charge pozostaje przy 5V i znacznie podwyższa natężenie, nawet do 5A. Maksymalna moc systemu pozwala na nawet 22,5W mocy ładowania.
Dzięki temu rozwiązaniu unikamy strat ciepła podczas konwersji napięcia. Charakterystyka tej technologii pozwala na znacznie szybsze ładowanie podczas intensywnego korzystania ze smartfona – np. podczas grania, kiedy zazwyczaj telefon się nagrzewa. W przypadku ładowania Quick Charge musimy liczyć się ze sporym spadkiem prędkości, jeśli będziemy chcieli w tym samym czasie np. oglądać filmy przez internet.

10. Oppo Super VOOC

O Oppo, czy też OnePlus, wspominaliśmy już wcześniej przy okazji terminu Dash Charge, ale producent ma jeszcze jednego asa w rękawie. As ten nazywa się Oppo Super VOOC.
Technologia niestety jeszcze nie jest w użytku, ale niewątpliwie sprawa wygląda bardzo ciekawie. Według twórców, standard Super VOOC może naładować przeciętnej wielkości baterię do smartfona (ok. 3500mAh) w zaledwie 35 minut. Deklarowane parametry to aż 50W (10V/5A). Pierwszym telefonem, który posiada to cudo jest Oppo Find X w edycji Lamborghini, a jego cena to 1700€, więc bynajmniej nie jest to produkowany na szeroką skalę sprzęt. Co prawda, twórcy telefonu zapewniali, że nie natknęli się na zbyt duże problemy techniczne podczas implementowania tej technologii, ale chyba nie do końca im wierzę. Wszystko wskazuje na to, że będziemy musieli nieco poczekać na tak dobre wyniki w „zwyczajnych” telefonach. Trzymamy więc rękę na pulsie i czekamy na rozwój wydarzeń.

11. Meizu Super mCharge

Na koniec jeszcze jedno rozwiązanie przyszłości. Chiński producent chwali się, że jest w stanie naładować baterię o pojemności 3000mAh w 20 minut. Niestety musimy uwierzyć na słowo, ponieważ technologia ta nie została jeszcze wprowadzona do żadnego z dostępnych telefonów. Pierwsze informacje dotyczące Super mCharge pojawiły się jeszcze w 2017 roku, ale wciąż nie doczekaliśmy się żadnej implementacji. Prawdopodobnie musimy poczekać na kolejną odsłonę flagowca Meizu. Moc maksymalna Super mCharge ma wynosić 55W (11V/5A), co wygląda jak swoisty pstryczek w nos Oppo.

Zestawienie parametrów poszczególnych technologii

Poniżej wypisałem maksymalne możliwości wymienionych powyżej technologii. Należy pamiętać, że o tym jaką mocą będzie ładowany smartfon decyduje nie ładowarka, ale sam kontroler baterii. Jeśli telefon nie obsługuje konkretnego standardu szybkiego ładowania, nie ma co liczyć na pełne wykorzystanie możliwości adaptera. Zdarza się, że niektóre telefony pomimo posiadania procesora Snapdragon nie będą współpracować z najnowszymi wersjami Quick Charge. Bardzo istotny wpływ mają też takie czynniki jak temperatura ogniwa i jakość przewodu. Warto zaznaczyć, że przewaga Power Delivery wynika oczywiście z tego, że technologia przystosowana jest do ładowania laptopów. Właśnie dlatego możemy się spodziewać, że to własnie ten standard będzie najczęściej stosowany w nowych urządzeniach.

Jak rozwinie się szybkie ładowanie?

Ostatnie dwa punkty z listy zostawiają nas w bardzo optymistycznym nastroju. Ładowanie telefonu z przeciętnej wielkości baterią od 0 do 100% w nawet pół godziny prawdopodobnie już wkrótce będzie jak najbardziej dostępne. Miejmy nadzieję, że nie tylko w telefonach z tej najwyższej półki 🙂

Z tym pozytywnym akcentem Was zostawiam.

Już wkrótce wyjaśnimy kolejne zagadki związane z szybkim ładowaniem. Na warsztat weźmiemy następne tematy związane z ładowaniem urządzeń mobilnych, a uwierzcie, że zostało ich całkiem sporo. Jak szybkie może być ładowanie bezprzewodowe? Jak coraz szybsze ładowanie wpływa na kondycję akumulatora? Dowiecie się już wkrótce 🙂
Stay tuned.