Che cos'è QC (Quick Charge)

In questa pagina viene fornita una spiegazione dettagliata su QC (Quick Charge) per gli adattatori AC. Si tratta di un comodo metodo di ricarica rapida che consente di caricare rapidamente dispositivi elettronici compatti come gli smartphone.

Che cos'è QC (Quick Charge)?

Quick Charge è un protocollo di ricarica della batteria sviluppato in modo indipendente dall'azienda americana Qualcomm, che si occupa della tecnologia di comunicazione mobile e dello sviluppo di semiconduttori. È utilizzato principalmente per gestire l'alimentazione fornita tramite USB negoziando la tensione con l'alimentazione attraverso la comunicazione.

Quick Charge è una tecnologia unica che consente di caricare dispositivi elettronici compatti alimentati a batteria, come i telefoni cellulari, con una potenza nominale superiore ai 5.0V/2.0A riconosciuti dallo standard USB di base. In campo di ricarica rapida degli adattatori AC di questo tipo, molte aziende possiedono tecnologie concorrenti proprie, come Pump Express di MediaTek o VOOC di Oppo.

Questo protocollo è adottato non solo nei dispositivi mobili dotati di SoC Qualcomm, ma anche nei sistemi di ricarica rapida di vari produttori, ed è visibile negli adattatori AC da parete e nei caricatori per auto. Tuttavia, è importante notare che la ricarica QC non è possibile se sia il dispositivo che il caricatore non supportano entrambi il metodo di ricarica QC.

La storia di QC (Quick Charge)

2012, Annuncio ufficiale di USB PD

Nel 2012, il forum USB-IF, un'organizzazione non profit istituita per promuovere USB, Wireless USB e USB On-The-Go, annunciò ufficialmente la specifica USB Power Delivery (USB PD), consentendo di estrarre fino a 100W di potenza tramite una porta USB supportata dai dispositivi. Questa tecnologia rivoluzionaria è stata adottata per la prima volta nel prototipo Mi Mix 3 di Xiaomi, permettendo una ricarica rapida dal 1% al 100% in 17 minuti.

Lancio di Quick Charge 1.0 e 2.0

Quick Charge 1.0, sviluppato nel 2013, era compatibile solo con il chipset Snapdragon 600 della serie di SoC mobili di Qualcomm. La tensione è rimasta allo standard USB di 5V, ma la corrente è stata aumentata a 2A, circa un terzo in più rispetto allo standard BC 1.2.

Quick Charge 2.0 è stato il primo a ottenere grande popolarità come nuovo standard di ricarica rapida. Supportava diverse versioni dello Snapdragon sopra menzionato. La differenza principale rispetto a Quick Charge 1.0 era che la corrente veniva limitata a un massimo di 2A, mentre la tensione poteva salire fino a 12V. Lo scopo di questa tecnologia era affrontare il problema della maggior parte dei cavi che collegavano le porte USB e MicroUSB, che non supportavano correnti superiori a 2.4A, il che poteva portare a incidenti di surriscaldamento. (La perdita di calore è proporzionale al quadrato della corrente e della resistenza). Qualcomm ha scelto un approccio diverso, aumentando solo la tensione. Alla fine, la potenza massima è passata dai 10W (5.0V/2.0A) della prima versione QC ai 18W (12.0V/1.67A) di QC 2.0.

È stata inoltre introdotta una funzione opzionale chiamata Dual Charge (inizialmente chiamata Parallel Charging), che utilizzava due PMIC per suddividere l'alimentazione in due flussi al fine di abbassare la temperatura del dispositivo.

Lancio di Quick Charge 3.0

Nel 2015, Qualcomm ha sviluppato Quick Charge 3.0. Utilizzando tecnologie simili a quelle di QC 2.0, è stato possibile ottenere una ricarica ancora più rapida con dispositivi compatibili con Quick Charge 3.0.

Quick Charge 3.0 ha introdotto INOV (Intelligent Negotiation for Optimal Voltage), Battery Saver, HVDCP+ (High Voltage Dedicated Charging Port) e l'opzione Dual Charge+. INOV è un algoritmo che determina il miglior trasferimento di potenza massimizzando l'efficienza. Battery Saver punta a mantenere almeno l'80% della capacità di carica originale dopo 500 cicli di carica/scarica. Secondo Qualcomm, rispetto a QC 2.0, QC 3.0 consente una riduzione della temperatura fino a 4–6°C, un'accelerazione del 16% e un miglioramento dell'efficienza del 38%. Inoltre, se si usa Dual Charge+, rispetto al Dual Charge di QC 2.0, si ottengono fino a 7–8°C in meno, un'accelerazione del 27% e un'efficienza superiore del 45%.

In un esperimento con una batteria da 2750mAh, utilizzando un normale adattatore AC (5.0V/1.0A), il dispositivo poteva essere caricato solo al 12% in 30 minuti, ma con Quick Charge 3.0 arrivava all'80% in 35 minuti. Quick Charge 3.0 è compatibile con USB tipo A, tipo C, Micro USB e connettori esclusivi.

Introduzione di Quick Charge 4.0 e 4.0+

Qualcomm ha annunciato Quick Charge 4.0 a dicembre 2016 insieme allo Snapdragon 835.

Quick Charge 4 include HVDCP++, Dual Charge++ opzionale, INOV 3.0 e Battery Saver Technologies 2. È compatibile con gli standard USB tipo C e USB PD. Se l'adattatore AC o il dispositivo non supporta lo standard, è possibile utilizzare la modalità di fallback verso USB PD. Sono state aggiunte anche protezioni contro il surriscaldamento, sovratensione, sovracorrente e una funzione che rileva la qualità dei cavi. Qualcomm ha dichiarato che utilizzando Dual Charge++, QC 4 può offrire una riduzione della temperatura fino a 5°C, un'accelerazione del 20% e un'efficienza superiore del 30% rispetto al Dual Charge+ di QC 3.0.

Successivamente, Quick Charge 4+ è stato annunciato il 1° giugno 2017. Qualcomm ha introdotto funzioni di sicurezza avanzate come Intelligent Thermal Balancing, che seleziona automaticamente il percorso elettrico con temperatura più bassa per eliminare i punti caldi, realizzando protezione contro surriscaldamento, cortocircuiti e danni ai connettori USB tipo C.

L'ultima versione: Quick Charge 5

Fino ad ora, abbiamo illustrato la storia di Quick Charge, e l'ultima versione, Quick Charge 5, è stata annunciata il 27 luglio 2020.

La sua diffusione sul mercato richiederà ancora tempo, ma secondo l'annuncio di Qualcomm, Quick Charge 5 è una specifica in grado di fornire fino a 100W di potenza su uno smartphone con batteria da 4500mAh, permettendo di caricare il 50% in appena 5 minuti. La specifica è compatibile con USB PD e, durante la ricarica di celle doppie, comunica con l'adattatore AC per raddoppiare tensione e corrente. Ad esempio, una singola cella richiede una potenza di 8.8V; quindi, con due celle, si richiedono 17.6V all'alimentatore PPS (Programmable Power Supply), che divide la potenza tra due batterie separate con una corrente totale di 5.6A, ottenendo così i 100W desiderati.

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