Power Delivery (PD) en Quick Charge (QC) zijn snellaadstandaarden waarmee een apparaat de benodigde spanning kan aanvragen en een oplader zijn uitgangsparameters kan aanpassen. Hierdoor kan één USB-poort meerdere spanningsniveaus en uiteraard de benodigde stroom voor het opladen leveren.
Vroege versies van USB leverden 5 V bij 0,5 A. In latere versies werd de stroom verhoogd naar 1 A en 2 A. Om echter meer vermogen bij 5 V te leveren, was een hogere stroomsterkte nodig, wat op zijn beurt een grotere doorsnede van de geleiders en dikkere laadkabels vereiste. Natuurlijk wilde niemand kabels gebruiken die zo dik waren als een vinger.
Snelladen lost dit probleem op door de spanning te verhogen in plaats van de stroom. Voor 18 W bij 5 V is 3,6 A nodig, terwijl bij 12 V slechts 1,5 A vereist is. Hierdoor hoeft de doorsnede van de geleiders minder groot te worden. Terwijl smartphones doorgaans 5 V gebruiken, maken laptops meestal gebruik van 20–48 V voor het opladen en van voedingsadapters met een vermogen van 65 W of meer.
Snellaadstandaarden
Power Delivery (PD) en Quick Charge (QC) verschillen voornamelijk in hun communicatieprotocollen. Power Delivery is een open standaard die is ontwikkeld door het USB Implementers Forum, terwijl Quick Charge een propriëtaire technologie van Qualcomm is. Vanaf Quick Charge 4 werd ondersteuning voor Power Delivery toegevoegd, wat de compatibiliteit tussen beide standaarden aanzienlijk verbeterde.
Begin jaren 2010 introduceerden veel fabrikanten hun eigen snellaadtechnologieën. Hieronder vielen MediaTek Pump Express, Samsung Adaptive Fast Charging, Oppo Super VOOC, Huawei SuperCharge, Anker PowerIQ, Google Fast Charging en Motorola TurboPower. De meeste van deze oplossingen werden echter niet breed geaccepteerd.
Na verloop van tijd werd Power Delivery de meest ondersteunde snellaadstandaard, compatibel met een breed scala aan apparaten, waaronder producten van Apple. Quick Charge werd op zijn beurt populair in apparaten met Qualcomm-processors en in opladers van verschillende fabrikanten. Dankzij de toevoeging van ondersteuning voor Power Delivery is de veelzijdigheid ervan aanzienlijk toegenomen.
Hoe opladen werkt
Zowel Power Delivery als Quick Charge zijn gebaseerd op communicatie tussen het apparaat en de stroombron.
Wanneer een apparaat wordt aangesloten, wordt er eerst een besturingssignaal via de signaallijnen verzonden voordat de laadspanning wordt geleverd. Eenvoudig gezegd wordt een specifiek spanningsniveau aangevraagd. De oplader of powerbank ontvangt informatie over de vereiste parameters en levert vervolgens de juiste spanning via de voedingslijnen.
Voor dit proces worden doorgaans USB Type-C-aansluitingen gebruikt. Volledig uitgeruste kabels hebben een complexe interne structuur die gegevensuitwisseling en stroomonderhandeling ondersteunt. Niet alle USB Type-C-kabels zijn echter hetzelfde. Om kosten te besparen zijn veel kabels vereenvoudigd uitgevoerd, wat de laadsnelheid kan beperken.
Ondersteunde spanningen voor Power Delivery en Quick Charge
Snelladen verhoogt het uitgangsvermogen door de spanning te verhogen terwijl hetzelfde niveau van gelijkstroom wordt gehandhaafd. De spanningswaarden die door deze standaarden worden ondersteund, staan hieronder vermeld.
| Spanning (V) | Stroom (A) | Vermogen (W) | Kabeltype |
|---|---|---|---|
| 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) |
Chinese fabrikanten hebben het bereik van ondersteunde spanningen uitgebreid door ondersteuning toe te voegen voor 12 V- en 24 V-uitgangen, die voornamelijk voor andere doeleinden dan opladen worden gebruikt. Een draagbare oplader kan bijvoorbeeld worden gebruikt om een router of bewakingscamera’s van stroom te voorzien. Sommige draagbare opladers van Baseus ondersteunen bijvoorbeeld een uitgangsspanning van 12 V. Dergelijke apparaten gebruiken vaak speciale kabels, zoals USB-C-naar-DC-kabels, die zijn uitgerust met ingebouwde chips om de vereiste uitgangsspanning te bepalen.
Standaarden voor gegevensoverdracht tussen oplader en apparaat
Er zijn twee standaarden voor gegevenscommunicatie tussen apparaten: SRP en EPR.
SRP (Standard Power Range)
Dit is de basismodus. De communicatie tussen het apparaat en de oplader verloopt via de CC-lijn. Het apparaat geeft aan welke spanning nodig is en de oplader levert deze als een vaste waarde. De parameters veranderen niet tijdens het opladen.
EPR (Extended Power Range)
Dit is een geavanceerdere modus. Hierbij wordt gebruikgemaakt van een extra VCONN-lijn, waardoor het apparaat en de oplader continu gegevens kunnen uitwisselen. Hierdoor kan de spanning tijdens het opladen met hoge precisie en in kleine stappen worden aangepast.
Dit is voornamelijk ontworpen om de levensduur van de batterij te verlengen: tot ongeveer 70% lading gebruikt het apparaat maximaal vermogen, waarna het vermogen geleidelijk wordt verminderd naarmate de batterij volledig wordt opgeladen.
Kabels die zijn ontworpen voor 100 W en vooral voor maximaal 240 W moeten de EPR-standaard ondersteunen. Meestal zijn ze overeenkomstig gemarkeerd, al is dat in de praktijk niet altijd het geval.
