Aujourd’hui, Qualcomm annonce une nouvelle solution de charge rapide commerciale sous la forme de Quick Charge 5, tirant parti des derniers développements technologiques dans les circuits de charge et tirant parti de la livraison d’alimentation USB Alimentation électrique programmable (PD-PPS) standard pour atteindre des puissances de charge allant jusqu’à 100W.

Nous connaissons tous Quick Charge et ses différentes implémentations au fil des ans, innovant au-delà des limites classiques d’alimentation USB de 5 W il y a plus de 7 ans. Ces dernières années, nous avons constaté une amélioration continue des vitesses de charge maximales, passant de 10 W dans Quick Charge 1.0, à 18 W dans 3.0, jusqu’à 27 W dans les récents chargeurs certifiés 4.0 qui utilisent l’USB-PD.

Aujourd’hui pour Quick Charge 5, Qualcomm modifie à nouveau l’architecture du chargeur et du PMIC pour pouvoir quadrupler les vitesses de charge, permettant jusqu’à 100W de puissance de charge.

Fondamentalement, un grand changement au fil des ans pour Quick Charge en tant que norme de charge rapide de marque de Qualcomm est qu’à partir de QC4.0, la société est passée de son propre protocole de négociation de charge propriétaire (essentiellement ce qu’était Quick Charge à l’origine) au Norme USB-PD (Power delivery), la marque du produit étant davantage une plate-forme de certification globale ainsi qu’une solution de charge de la part de l’architecture de charge interne du téléphone.

Le dernier Quick Charge 5 d’aujourd’hui en ce sens est une évolution de ce qui est offert par la norme USB-PD PPS (à noter: QC4 était déjà compatible avec PD-PPS, bien qu’il ne l’utilise pas activement comme protocole d’ajustement de tension), tirant pleinement parti de les plages de tension de la spécification pour fournir une puissance jusqu’à 100W.

Dans une solution USB PD-PPS, l’architecture de charge change plus fondamentalement car nous voyons une certaine régulation de tension passer de l’intérieur du téléphone de la part des PMIC internes, à l’intérieur du chargeur réel qui est maintenant d’une complexité et d’une flexibilité plus élevées en termes de tensions. qu’il peut fournir. C’est une partie de QC5 et ce que PD-PPS permet d’atteindre des vitesses de charge plus élevées, en déplaçant une partie de la perte de conversion de l’intérieur du téléphone vers l’intérieur du chargeur.

La deuxième partie de Quick Charge 5 ne concerne pas tant les adaptateurs de charge ou le protocole de communication lui-même, mais l’architecture de charge à l’intérieur du téléphone. Le grand nouvel ajout de Qualcomm avec les nouveaux convertisseurs à capuchon commuté SMB1396 et le nouveau PMIC de batterie SMB1398 est le fait qu’ils sont conçus pour prendre en charge les systèmes de batterie 2S, c’est-à-dire des batteries à deux cellules connectées en série. L’avantage d’utiliser cette approche est qu’elle augmente la tension de charge du système pour doubler celle d’une seule cellule de batterie – passant de l’exemple 4.4V à 8.8V.

Cela permet à son tour de doubler la tension d’entrée dans le téléphone, en contournant ou en atténuant une limitation cruciale de l’alimentation électrique d’un périphérique USB: le câble lui-même, qui ne prend en charge que 3 à 5 A sur la plupart des câbles.

La plate-forme QC5 permet une tension d’entrée jusqu’à 20V. Essentiellement avec une tension de charge de cellule au lithium standard à ~ 4,4 V, en doublant cela à l’aide de l’architecture de cellule à double série à ~ 8,8 V, et en permettant un seul étage de conversion 2: 1 à capuchon commuté à l’intérieur du téléphone, un Le chargeur peut produire ~ 17,6 V à environ 5,6 A pour pouvoir atteindre une charge de 100 W. C’est encore généralement plus que ce que la plupart des câbles supportent, donc le chiffre maximal de Qualcomm ici ne serait que dans un scénario idéal. Toute prise en charge de câble standard jusqu’à 3A prendrait facilement en charge jusqu’à 53W de charge par exemple.

Qualcomm affirme que QC5 peut être jusqu’à 10 ° C plus froid, 70% plus efficace et 4 fois plus rapide que QC4. Tous ces chiffres sont fondamentalement obtenus en adoptant des techniques de conversion plus efficaces et en déplaçant une partie du travail de conversion de tension vers l’adaptateur d’alimentation lui-même. La limitation à l’intérieur d’un téléphone est la dissipation de la chaleur, Qualcomm utilisant ici une température de charge de 40 ° C comme sa propre limitation auto-imposée quant à la chaleur d’un appareil. La plupart de cette chaleur est générée par les PMIC à l’intérieur du téléphone, car la batterie elle-même ne chauffe pas pendant la charge.

Les circuits de charge des nouveaux PMIC permettent un convertisseur abaisseur traditionnel à 3 niveaux avec un convertisseur à capuchon commuté 2: 1 / DIV / 2 pour fournir une efficacité de conversion maximale citée supérieure à 98%. (Pour pouvoir maintenir une température de 40 ° C, un téléphone ne peut dissiper que 3-4W maximum selon mon expérience).

QC5 n’impose pas aux fournisseurs d’utiliser des dispositions de batterie 2S, et il est probable que la majorité des fournisseurs ne les utiliseront pas en raison de la surcharge de volume de batterie supplémentaire liée à l’utilisation de deux cellules (capacité totale inférieure), ainsi que du fait qu’il y en a l’inefficacité de décharge due à la nécessité de convertir une tension de fonctionnement plus élevée (~ 8,4 V contre 4,2 V) pendant l’utilisation, ce qui diminue également indirectement la capacité énergétique utilisable des batteries.

Les smartphones utilisant toujours des cellules de batterie uniques verront des avantages en termes de vitesse de charge et de chaleur, bien que Qualcomm déclare ici que généralement ceux-ci seront limités à une puissance de crête d’environ 45 W.

J’ai demandé à l’entreprise si les technologies et la chimie des batteries avaient évolué au point où l’utilisation de vitesses de charge aussi élevées ne dégraderait pas la rétention de capacité des cellules, et la réponse a été «oui» bien que manquant de détails ou de spécificités. Lors de conversations avec d’autres sources industrielles indépendantes, il est généralement convenu que, bien qu’il y ait eu des améliorations au fil des ans dans la technologie des cellules au lithium, ces dernières générations de charge à très haute puissance entraînent principalement une dégradation accrue de la batterie, c’est pourquoi je suis toujours très sceptique quant à ces récentes normes de charge, et pourquoi je vois de grands fournisseurs comme Apple ou Samsung ne pas s’engager dans cette course.

En termes de compatibilité des appareils et des accessoires, alors que la matrice ci-dessus semble relativement complexe, elle est assez simple, car un appareil ne se chargera simplement qu’à la vitesse d’un adaptateur donné, et la capacité de charge rapide est simplement divisée en protocoles QC (QC<=3) and USB-PD protocols (QC=>4). Le nouveau chargeur QC 4+ a 5 prendra toujours en charge les protocoles hérités propriétaires et permettra une charge rapide de ces appareils.

L’avantage de QC5 et du fait qu’il utilise PD-PPS comme protocole sous-jacent, c’est que vous n’avez pas vraiment besoin d’un chargeur QC5 pour pouvoir charger votre appareil à des vitesses QC5. Un chargeur PD-PPS générique avec la tension et la plage de courant correctes suffira et serait entièrement compatible. Par exemple, la récente itération d’OPPO de leurs systèmes de charge rapide utilise USB PD-PPS comme protocole, avec des adaptateurs prenant en charge jusqu’à 20 V 6,3 A, ce qui le rend essentiellement conforme aux normes et devrait en théorie être entièrement compatible avec tous les appareils QC5, ou vice-versa. versa, tous les nouveaux appareils OPPO devraient prendre en charge les adaptateurs QC5, laissant la seule véritable technologie propriétaire et problématique étant les câbles spéciaux prenant en charge les courants supérieurs> 3A.

Dans l’ensemble, Quick Charge 5 n’apporte rien de fondamentalement nouveau qui n’ait pas déjà été introduit par certains des fournisseurs chinois les plus agressifs sur le marché tels que OPPO, mais il le fait d’une manière conforme aux normes bien accueillie via PD-PPS, et aussi offrant l’architecture PMIC côté appareil du commerce pour permettre ces nouvelles vitesses de charge folles.

Lecture connexe: