Hurtiglading

Hurtiglading

Batteriene i våre mobiltelefoner for høyere kapasitet hvert år. Dette gjør i sin tur at det tar mer tid å lade dem. Etterspørselen etter raskere ladeløsninger er stor, men det er to ting som begrenser muligheten til hurtiglading. For det første kan ikke Li-ion-batterier hurtiglades på samme måte som NiMH-batterier kan. Det er ikke mulig å øke ladestrømmen ukontrollert uten samtidig å skade batteriene. Jo høyere kapasitet batteriene har, jo mer strøm kan de imidlertid lades med. Det er derfor et stort batteri i et nettbrett kan lades med høyere ladestrøm enn et lite mobilbatteri. For det andre kan Micro-USB-kabler ikke transportere mer strøm enn litt over 2 A i lengre tid, slik at den maksimale ladeeffekten utgjør ca 10 W (USB-spenningen er 5 V).

Quick Charge 2.0

Mobiler med batterier med virkelig høy kapasitet kan lades med høyere ladeeffekt enn 10 W, i hvert fall når de er nesten utladet. Googles referansemobil Nexus 6 kan lades fra 0 % til 60 % på litt over en halvtime. Til dette kreves en ladeeffekt på 15 W, som ved vanlig USB-lading ville tilsvare 1 A mer enn det som Micro-USB-kabler er konstruert for. Grunnen til at dette likevel er mulig, er at Nexus 6 har støtte for ladeteknologien Quick Charge 2.0. Hvis Nexus 6 kobles til en Quick Charge 2.0-lader, går ladespenningen opp fra 5 V til 12 V. Ved 12 V holder det med 1,25 A for å overføre 15 W. Nexus 6 kan også lades med alle vanlige USB-ladere, akkurat som alle andre mobiltelefoner.

Forskjellen i ladehastighet mellom en vanlig USB-lader på 2 A og en Quick Charge 2.0-lader er størst når mobiltelefonens batteri er tomt eller nesten tomt. Jo mer oppladet batteriet er, jo lavere ladestrøm lades det med. Når batteriet begynner å bli fullt, synker ladestrømmen under den maksimale strømmen for en vanlig USB-lader på 2 A, noe som gjør at ladingen foregår like raskt uansett hvilken lader som brukes. Det er derfor Nexus 6-batteriet kan lades opp til 60 % på litt over en halvtime, mens det tar opptil to timer å lade det helt opp (ved bruk av en Quick Charge 2.0-lader).

Den offisielle logoen for Quick Charge 2.0
Ladestrøm over tid ved bruk av forskjellige ladere (viser ladestrømmen til batteriet, ikke ladestrømmen i kabelen)3.

Quick Charge 2.0-mobiltelefoner

For å kunne dra nytte av Quick Charge 2.0 må både mobiltelefonen (eller nettbrettet) og laderen ha støtte for Quick Charge 2.0. Iphone 6 Plus har et stort batteri, men ikke støtte for Quick Charge 2.0, og kan derfor ikke lades hurtigere av en slik lader. Støtte for Quick Charge 2.0 indikeres av den offisielle logoen.

Slik navnet antyder er Quick Charge 2.0 en videreutvikling av den opprinnelige Quick Charge. Forskjellen er at den 2.0-versjonen kan lade med enda høyere effekt. Begge versjonene er fullstendig kompatible med hverandre.

Quick Charge 2.0 er en oppfinnelse av Qualcomm, som produserer Snapdragon-systembrikken. Snapdragon brukes i en betydelig andel av verdens Android- og Windows-baserte mobiltelefoner og nettbrett. Qualcomm har innebygd støtte for Quick Charge 2.0 i flere av sine systembrikker, noe som har bidratt til den raskt økende andelen av Quick Charge 2.0-kompatible mobiltelefoner og nettbrett. Qualcomm selger også ladekretsen separat, slik at mobiltelefonprodusenter som bruker systembrikker fra konkurrenter, kan dra nytte av Quick Charge-teknologien.

Nedenfor vises en liste over utvalgte mobiltelefon- og nettbrettmodeller som er vanlige i det nordiske markedet, og som støtter Quick Charge 2.0.

ProdusenterMODELLER
HTC (Rapid Charge) HTC One (M8), HTC One (M9)
LG LG G4
Motorola (Turbo Charge) Nexus 6
Samsung (Adaptive Fast Charge) Galaxy Note 4, Galaxy S6, Galaxy S6 Edge, Galaxy S7, Galaxy S7 Edge
Sony Xperia Z3 Compact, Xperia Z3+, Xperia Tablet Z4, Xperia Z5, Xperia X

Quick Charge 2.0-lader

Mobiltelefon- og laderprodusentene har dessverre valgt å bruke egendefinerte navn på Quick Charge 2.0-teknologien. Adaptive Fast Charge (Samsung), Rapid Charge (HTC) og Turbo Charge (Motorola) er tre andre navn for Quick Charge 2.0-teknologien. I og med at det bare er navnet som er forskjellig, går det utmerket å bruke en Adaptive Fast Charger fra Samsung til å lade en Rapid Charge-mobiltelefon fra HTC.

Quick Charge-ladere deles inn i to klasser. Klasse A, som er klassen som brukes i dag, kan overføre strøm ved spenningene 5 V, 9 V og 12 V. Siden Micro-USB-kabler er laget for opptil rundt 2 A, tilsvarer dette en effekt på 24 W (ved 12 V). Ved bruk av USB C-kabler kan strømmen økes til 3 A og dermed en effekt på opptil 36 W (ved 12 V).

Klasse B, som sannsynligvis kommer i fremtiden, har også støtte for overføring av strøm ved spenningen 20 V. Den maksimale effekten vil da øke til 60 W.

Det er ingen risiko for at batteriet tar skade av den høyere ladeeffekten som Quick Charge-ladere muliggjør. Ladekretsen i en mobiltelefon sørger for at ladingen foregår kontrollert, uavhengig av spenningen og strømmen i ladekontakten. Slitasjen på batteriet øker heller ikke. Den høyere ladestrømmen brukes bare når batteriet er utladet og mottakelig for høyere strøm.

Til tross for det store utvalget av forskjellige spenninger og strømstyrker er alle Quick Charge 2.0-produkter kompatible med hverandre. Som vanlig er det den laveste fellesnevneren som bestemmer hvor raskt ladingen kan foregå. Alle Quick Charge 2.0-ladere har også støtte for vanlig 5V-lading. Dette betyr at laderne kan brukes med alle mobil­telefoner og nettbrett som lades opp via USB. Det er derfor på ingen måte skadelig å bruke en Quick Charge 2.0-lader på en enhet som ikke har Quick Charge-støtte.

Quick Charge 3.0

Quick Charge 3.0 ble lansert som en direkte oppfølger til Quick Charge 2.0. Teknikken er fullt kompatibel med tidligere versjoner. Quick Charge 2.0 kan lade med 5 V, 9 V, 12 V eller 20 V. Ulempen med faste spenninger er at de sjeldent gir den optimale spenningen til enheten. Med Quick Charge 3.0 kan mobilen lades med en spenning mellom 3,6 V og 20 V (200 mV-steg). Det gjør at den tilkoblede enheten lades på en mer effektiv måte som både gir en mer kjølig og effektiv ladning. Quick Charge 3.0 er inndelt i Klasse A og B der klasse A gir opp til 12 V og Klasse B tillater 20 V-ladning. Med en USB-C-kabel kan klasse A levere opp til 36 W (24 W med Micro-USB) og klasse B opp til 60 W (36 W med Micro-USB). Her er en liste med kompatible enheter.

ProdusenterModeller
Asus Zenfone 3
HP Elite X3
HTC HTC U Ultra
LG LG G6
Samsung Galaxy S8, S8 Plus

Dash Charge

Når Oneplus 3 ble lansert (juni 2016) presenterte de en, for oss i Norden, ny hurtigladingsteknikk: Dash Charge. Ifølge Oneplus selv skal det være mulig å lade batteriet 60¨% på en halvtimes tid, omtrent dobbelt så raskt som ved vanlig USB-lading.

Teknikken heter egentlig VOOC. Den er produsert av Oppo og sitter også i deres flaggskipsmodeller. Oppo kaller teknikken for Flash Charge, men det er i grunnen samme teknikk som Dash Charge. Hurtigladingen oppnås gjennom å heve strømmen fra 2 A, som er standard for vanlig USB-lading, opp til maksimalt 5 A.

Dash Charge kan brukes sammen med USB-C eller en Micro-USB-kabel, men ikke hvilken som helst kabel. På grunn av de høye strømmene kreves det en spesialkabel som er tilpasset disse strømmene.

Dash Charge er ikke kompatibel med Quick Charge. Teknikkene i seg selv er likeverdige når det kommer til hvor raskt de lader, men det finnes noen forskjeller mellom dem. Dash Charge genererer mindre varme enn Quick Charge mens Quick Charge er kompatibel med flere enheter.

Dash Charge-ladere fungerer også med enheter som ikke har støtte for Dash Charge, men da bare i vanlig ladehastighet. 

USB Power Delivery

Power Delivery USB Implementers Forum, som utvikler USB-standarden, har også utviklet en hurtigladingsteknikk: USB-PD (USB Power Delivery). Makseffekten for USB-PD er 100 W og det gjør spesifikasjonen passende for mobiler, nettbrett og datamaskiner. Ladespenningen tilpasses etter tilkoblede enheter til 5 V, 12 V eller 20 V. I motsetning til for eksempel Quick Charge og Dash Charge er USB-PD en åpen standard som alle utviklere kan implementere. For å nå 100 W økes spenningen til 20 V og strømmen til 5 A. Ettersom alle kabler ikke er tilpasset så høye strømmer finnes en kabelkontroll innebygd i standarden.

Før lading startes kontrollerer den tilkoblede enheten hvor mye strøm den tilkoblede kabelen er i stand til å levere og tilpasser deretter ladestrømmen etter kabelens kapasitet. Oppfølgeren USB-PD 2.0 introduserte støtte for flere spenninger: 5 V, 9 V og 20 V. Første versjonen av USB-PD hadde seks faste profiler for lading med faste effekter.

Ulempen med faste profiler er at samtidig lading av flere enn en enhet går unødvendig tregt, ettersom en enhet kan reservere mer effekt enn det den egentlig trenger. Ladingen blir heller ikke så effektiv som den kan være. USB-PD 2.0 har derfor ingen faste profiler, men kan gi mellom 0,5 W og 100 W avhengig av hvor mye effekt som finnes tilgjengelig hos laderen og hvor mye de tilkoblede enhetene krever. Det gjør ladingen mer effektiv og at laderen i lengden trekker mindre strøm. USB-PD har begynt å finne enheter på markedet og brukes i skrivende stund (april 2017) spesielt i datamaskiner. Her er en liste med kompatible enheter. 

Produsentermodeller
Apple Macbook 2015/2016, Macbook Pro 2016
Asus Zenbook 3
Dell Dell XPS 13/15
Google  Chromebook Pixel
HP Spectre

Referanser

3. Qualcomm (2015). Quick Charge 2.0 Hvordan det fungerer. Video.
www.qualcomm.com/videos/quick-charge-20-how-it-works

Sist endret: 2017-05-03