Power Delivery (PD) e Quick Charge (QC) sono standard di ricarica rapida che consentono a un dispositivo di richiedere la tensione necessaria e al caricatore di regolare i propri parametri di uscita. Di conseguenza, una singola porta USB può fornire diversi livelli di tensione e, naturalmente, corrente per la ricarica.
Le prime versioni di USB fornivano 5 V a 0,5 A. Nelle versioni successive, la corrente è stata aumentata a 1 A e 2 A; tuttavia, per fornire una potenza maggiore a 5 V era necessaria una corrente più elevata, il che a sua volta richiedeva un aumento della sezione dei conduttori e delle dimensioni dei cavi di ricarica. E naturalmente, nessuno voleva usare cavi spessi come un dito.
La ricarica rapida risolve questo problema aumentando la tensione invece della corrente. Per ottenere 18 W a 5 V sono necessari 3,6 A, mentre a 12 V ne bastano solo 1,5 A. Questo riduce la necessità di aumentare la sezione dei conduttori. Mentre i telefoni utilizzano generalmente 5 V, i laptop utilizzano solitamente tra 20 e 48 V per la ricarica e alimentatori da 65 W o più.
Standard di ricarica rapida
Power Delivery (PD) e Quick Charge (QC) si differenziano principalmente nei protocolli di comunicazione. Power Delivery è uno standard aperto sviluppato dal USB Implementers Forum, mentre Quick Charge è una tecnologia proprietaria creata da Qualcomm. A partire da Quick Charge 4, è stato introdotto il supporto a Power Delivery, migliorando notevolmente la compatibilità tra i due standard.
All’inizio degli anni 2010, molti produttori hanno introdotto le proprie tecnologie di ricarica rapida. Tra queste vi erano MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging e Motorola TurboPower. Tuttavia, la maggior parte di queste soluzioni non ha ottenuto un’ampia diffusione.
Nel tempo, Power Delivery è diventato lo standard di ricarica rapida più ampiamente supportato, compatibile con una vasta gamma di dispositivi, inclusi i prodotti Apple. Quick Charge, invece, ha guadagnato popolarità nei dispositivi basati su processori Qualcomm e nei caricabatterie di vari produttori. Con l’aggiunta del supporto a Power Delivery, la sua versatilità è aumentata significativamente.
Come funziona la ricarica
Sia Power Delivery che Quick Charge si basano sulla comunicazione tra il dispositivo e la fonte di alimentazione.
Quando un dispositivo viene collegato, prima che venga fornita la tensione di ricarica, viene trasmesso un segnale di controllo attraverso i fili di segnale — in parole semplici, viene richiesto un determinato livello di tensione. Il caricatore o il power bank, dopo aver ricevuto le informazioni sui parametri richiesti, fornisce la tensione adeguata attraverso i fili di alimentazione.
Per questo processo vengono solitamente utilizzati connettori USB Type-C. I cavi completi hanno una struttura interna complessa che consente lo scambio di dati e la negoziazione dell’alimentazione. Tuttavia, non tutti i cavi USB Type-C sono uguali. Per ridurre i costi, molti cavi vengono semplificati, il che può limitare la velocità di ricarica.
Tensioni supportate da Power Delivery e Quick Charge
La ricarica rapida aumenta la potenza in uscita aumentando la tensione mantenendo lo stesso livello di corrente continua. I valori di tensione supportati da questi standard sono riportati di seguito.
| Tensione (V) | Corrente (A) | Potenza (W) | Tipo di cavo |
|---|---|---|---|
| 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) |
I produttori cinesi hanno ampliato l’intervallo di tensioni supportate aggiungendo il supporto per uscite a 12 V e 24 V, utilizzate principalmente per scopi diversi dalla ricarica. Ad esempio, un power bank può essere utilizzato per alimentare un router o telecamere di sorveglianza. Alcuni power bank Baseus, ad esempio, supportano uscite a 12 V. Questi dispositivi spesso utilizzano cavi speciali, come USB-C a DC, dotati di chip integrati per determinare la tensione di uscita richiesta.
Standard di trasferimento dati tra caricatore e dispositivo
Esistono due standard per la comunicazione dei dati tra dispositivi: SRP ed EPR.
SRP (Standard Power Range)
È la modalità di base. La comunicazione tra il dispositivo e il caricatore avviene tramite la linea CC. Il dispositivo indica la tensione necessaria e il caricatore fornisce un valore fisso. I parametri non cambiano durante la ricarica.
EPR (Extended Power Range)
È una modalità più avanzata. Utilizza una linea aggiuntiva chiamata VCONN, che consente lo scambio continuo di dati tra dispositivo e caricatore. Grazie a ciò, la tensione può essere regolata direttamente durante la ricarica con elevata precisione e piccoli incrementi.
Questo sistema è progettato principalmente per prolungare la durata della batteria: fino al 70% di carica, il dispositivo utilizza la massima potenza, riducendola gradualmente man mano che si avvicina alla carica completa.
I cavi con capacità di 100 W e soprattutto fino a 240 W devono essere compatibili con lo standard EPR. Di solito riportano la relativa marcatura, anche se nella pratica non sempre è così.
