Hvordan fungerer hurtiglading? Hver standard sammenlignet

I det stadig mer konkurranseutsatte smarttelefonmarkedet undersøker folk nøye hver eneste funksjon som smarttelefoner har å tilby, fra skjermstørrelse til prosessorkraft, før de velger beste smarttelefon for dem.

En relativt nykommer i rekken av ettertraktede funksjoner er hurtiglading. Teknologien tillater nå en rask lading under den begrensede nedetiden vi finner i vår travle hverdag. Hvem vil ikke ha en smarttelefon som lades på minutter i stedet for timer?

Hadde det bare vært så enkelt. Ladestandarder er en komplisert blanding av kjemi og fysikk, og hver har sine egne sett med begrensninger, med inkompatibilitet et problem også. For å gjøre vondt verre har smarttelefonprodusenter en tendens til å slå forvirrende etiketter på ladeteknologien deres.

Så hvordan fungerer hurtiglading? Pust dypt inn. Vår guide til de mest populære trådløse ladestandardene på markedet bryter dem ned til deres mest grunnleggende nivå. Her er alt du trenger å vite om Samsung Adaptive Fast Charge, USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge, OnePlus Warp Charge og mer.

Det grunnleggende

Hvor rask lading fungerer

Før vi dykker ned i ugresset, la oss begynne med det grunnleggende.

Hver smarttelefon har et batteri, og hvert batteri leverer strøm på mer eller mindre samme måte.

Celler som består av to elektroder (en positiv og en negativ) og en elektrolytt katalyserer reaksjoner som omdanner forbindelser til nye stoffer. Over tid dannes ioner - atomer med for få eller for mange elektroner - i elektrodene, og driver en strømning av elektroner til batteriets negative ytre terminal og forsyner telefonen med en elektrisk lade.

I ikke-oppladbare batterier forekommer disse kjemiske reaksjonene bare én gang. Men i de oppladbare litiumion-batteriene som driver smarttelefoner, er reaksjonene "reversible". Når batteriet utlades, produserer den kjemiske reaksjonen elektrisitet, og når batteriet lades opp, absorberer de kjemiske reaksjonene makt.

Rask lading

Så vi har etablert hvordan batterier lades og lades ut. Men for å forstå hvor rask lading fungerer, må du vite litt om noe som kalles ladekontroller.

En rask sidenotat:

Siden vi vil referere til volt, ampere og watt i løpet av diskusjonen vår, er her en oppfriskning. Volt er et mål på spenning, ampere er et mål på strøm, og watt er et mål på elektrisk effekt. En vanlig analogi er en hageslange: Volt tilsvarer vanntrykket i slangen; strømmen tilsvarer strømningshastigheten; watt tilsvarer volumet av tutens spray. Watt er altså produktet av volt og ampere - volt (V) ganger ampere (A) er lik watt (W).

Smarttelefonbatterier lades når en strøm går gjennom dem. Større strøm og høyere spenning lader batteriene raskere, men det er en grense for hva de tåler. Ladekontrolleren (IC) beskytter mot farlige strømtopper.

Kontrollerbrikken regulerer den totale strømmen av elektrisitet inn og ut av batteriet. Generelt sett definerer litium-ion-kontrollere strømmen (i ampere) som batteriet lades ved ved å måle batteriets cellestrøm og spenning og deretter justere strømmen som strømmer inn. Noen bruker en DC-til-DC-omformer for å endre inngangsspenningen, og mer avanserte integrerte kretser justerer motstanden mellom laderinngangen og batteriterminalen for å rampe strømstrømmen opp eller ned.

Mengden strøm ladekontrolleren trekker, er vanligvis diktert av telefonens programvare.

USB-ladestandarder

Med mindre du fortsatt rocker en Palm Pilot fra tidlig på 90-tallet, er sjansen stor for at smarttelefonen din lades opp via en USB-kabel. Det er en veldig god grunn: Foruten det faktum at USB-kabler er relativt enkle å finne disse dager, har USB en veldig robust, veldefinert ladestandard kalt USB Power Delivery Spesifikasjon.

USB Implementers Forum spesifiserer flere typer, en for hver tilsvarende USB-spesifikasjon: USB 1.0, 2.0, 3.0/3.1/3.2 og USB4. USB 1.0 og 2.0 er stadig mer sjeldne og inkompatible med våre moderne smarttelefoner. Som standard trykker USB 3.0-porter på 5V/0,9A (4,5W).

Men ved å oppgradere til den fysiske USB-C-tilkoblingen (den ovale vendbare pluggen på nyere smarttelefoner) og USB 3.1 (og versjoner etter den), kan PD bli et helt annet dyr. Den er teknisk i stand til å bære USB 2.0-spesifikasjonen, men de fleste produsenter velger de nyeste standardene som USB 3.2 eller USB4, som potensielt kan levere en mye høyere spenning.

Disse senere USB-standardene lar enheter dra nytte av USB Power Delivery (USB-PD)-spesifikasjonen, som fra og med USB-PD versjon 3.1, har en maksimal utgangseffekt på 48V (240W) lading, selv om enheter har en tendens til å holde seg til 20V/5A (100W)-versjonen for tiden begynner. Smarttelefoner trekker ikke så mye strøm ennå - produsenter holder seg vanligvis til en lavere strømstyrke (som 3A), men det er en velsignelse for USB-C bærbare datamaskiner som MacBook Pro og Google Chromebook Pixel.

Litt kompliserende ting er Battery Charging Specification, som spesifikt omhandler strøm hentet fra en USB-port for lading. Den nyeste spesifikasjonen, Rev 1.2, definerer tre forskjellige strømkilder: Standard nedstrømsport (SDP), ladenedstrømsport (CDP) og dedikert ladeport (DCP). CDP, spesifikasjonen i moderne smarttelefoner, bærbare datamaskiner og annen maskinvare, kan levere opptil 1,5A.

Fullt kompatible smarttelefoner og ladere respekterer grensene for USB 2.0 og BC1.2, men ikke alle telefoner og ladere er kompatible. Det er derfor, generelt sett, smarttelefoner alltid har den laveste ladehastigheten.

USB-spesifikasjonene er imidlertid mer som retningslinjer enn dictum. Hurtigladestandarder som Qualcomms Quick Charge og Samsungs Adaptive Fast Charging kan overskride USB specs spenningsparametere, men med vilje - det er derfor telefonen din er i stand til å lade opp på minutter i stedet for timer.

Hurtigladestandarder: Hva er forskjellen?

USB-PD gir også bare strømmen enheten trenger, så den samme USB-PD-laderen kan lade en smarttelefon i topphastighet, men også lade en bærbar PC kl. det er toppfart.

Ulike produsenter bruker USB-PD-standarden forskjellig. Her er hvordan Apple og Google bruker det, for eksempel.

Apple hurtiglading via USB-PD

Fordeler

• USB-PD, en industristandard, fungerer med et økende antall enheter.

Ulemper

• Du må ut med noen få dollar for å dra nytte av dette – Apple inkluderer ikke USB-PD-kompatible ladere i esken for mange av telefonene sine.

USB Power Delivery (USB-PD)-standarden ble utviklet av USB-implementeringsforum (USB-IF), og det er en standard som enhver produsent kan bruke på alle enheter med USB-port. Den er i stand til å levere opptil 100W, så den er egnet for bruk med alle typer enheter utover smarttelefoner, inkludert noen bærbare datamaskiner, forutsatt at de har en USB-C-port. USB-PD gir også andre fordeler. Strømretningen er ikke fast, så du finner bærbare batteriladere, for eksempel som har en USB-C-port som kan brukes både til å lade en annen enhet eller til å lade selve batteripakken.

Apple iPhones fra iPhone 8 til og med iPhone 12-modellene implementere USB-PD, samme industristandard som brukes av iPad Pro, 12-tommers MacBook, Googles Chromebook Pixel og Lenovos X1 Carbon. Interkompatibilitet er dens største fordel - USB-PD krever ingen spesielle kabler eller veggadaptere.

Støttede utganger, kabler og adaptere

Du må betale for tilbehør hvis du vil dra nytte av iPhones USB-PD-kompatibilitet fordi Apple ikke har pakket USB-C-kabler eller adaptere i iPhone-bokser før nylig. Du må også kjøpe en Lightning til USB-C-kabel som støtter USB-PD - hvis du bruker en standard Lightning-kabel med en USB-C til USB-A-adapter, vil laderen som standard ha den laveste effekten.

Her er hva Apple anbefaler:

• Apple 18W, 20W, 29W, 30W, 61W, 87W eller 96W USB-C strømadapter.
• En sammenlignbar tredjeparts USB-C strømadapter som støtter USB Power Delivery (USB-PD).

Ladehastighet

Uansett hvilken USB-C-lader du kjøper, må du tåle hardkodede sikkerhetsgrenser i iPhone. Hurtiglading starter når kapasiteten er mellom 0 % og 79 %, men stopper når den når 80 %.

Hvis du ikke har noe imot å gå med noen ekstra dollar for ladetilbehør, får du mye raskere lading enn du ellers ville gjort. De hurtigladede iPhone-ene kan lade fra 0 % til 50 % på 30 minutter ved hjelp av USB-PD.

Google hurtiglading via USB-PD

Fordeler

• Det samme USB-PD-settet vil fungere med en rekke enheter.
• Google leverer en hurtiglader og kabel i esken.

Ulemper

• Topphastighetene er ikke fullt så raske som noen andre produsenter tilbyr.

Alle Google Pixel-telefoner, fra originalen til Pixel 4a, er i stand til hurtiglading med kablet opptil 18W ved hjelp av USB-PD-standarden. Det krever ingen spesielle ladere eller kabler.

Støttede utganger, kabler og adaptere

Du kan bruke laderen og kabelen i esken med Pixel-telefonen din for å nyte maksimal ladehastighet. Hvis du går for tilbehør fra tredjeparter, bruk hvilken som helst USB-C med USB 2.0-strømadaptere og -kabler. Hvis du bruker en USB-C til USB-A-kabel, vil den lade Pixel saktere, uavhengig av strømadapteren du kobler til.

Ladehastighet

En Pixel-telefon kan lade raskt fra 0 % opp til rundt 80 %, men vil bremse ned utover det punktet. Du finner de samme begrensningene med de fleste telefoner.

Ved å bruke kabelen og 18W-adapteren som følger med eller en annen anstendig tredjepart med tilsvarende eller høyere vurdering, kan du få syv timers bruk fra en 15-minutters lading.

Qualcomm Quick Charge

Fordeler

• En av de mest implementerte ladestandardene.
• Bakoverkompatibel med eldre versjoner av Quick Charge.
• Innebygde sikkerhetsfunksjoner forhindrer overoppheting og kortslutning.

Ulemper

• Quick Charge 3.0 er ikke USB-PD-kompatibel.

Chipmaker Qualcomms Quick Charge er en av de mest implementerte ladestandardene på markedet. Det er ingen feil – det er en valgfri funksjon i Qualcomm system-on-chip-teknologi, som Snapdragon 855, 845, 835, 820, 620, 618, 617, 430 og andre, som driver telefoner som Samsung Galaxy S10, Google Pixel 3, og LG V40 ThinQ. Men teknologien er ikke knyttet til Qualcomms Snapdragon-prosessorer - enhver smarttelefonprodusent står fritt til å lisensiere Quick Charges strømkontrollerteknologi.

Tekniske spesifikasjoner og kompatible adaptere

Quick Charge oppnår rask lading ved å øke ladespenningen, som igjen øker wattstyrken. Kunngjort i juli 2020, Hurtiglading 5 er den nyeste standarden i serien, og lover muligheten til å lade opp telefoner til 50 % på fem minutter. Mens støtte for øyeblikket er begrenset til nyere telefoner som f.eks Samsung Galaxy S20, Quick Charge 4.0+-støtte vokser i popularitet. Du finner det i telefoner som LG G8 ThinQ, Razer telefon 2, og Xiaomi Mi Mix 3, og den kan levere opptil 27W strøm.

Quick Charge 4 og nyere har den ekstra bonusen av kompatibilitet med USB-PD-ladere, men Quick Charge 3.0 og eldre fungerer bare med Quick Charge-sertifisert tilbehør. Likevel betyr Quick Charges allestedsnærværende at det er mange å velge mellom. Qualcomms nettsted har en delvis liste over de mest populære alternativene.

Ladehastighet

Qualcomm hevder at Quick Charge 5 kan lade smarttelefoner helt på 15 minutter og ta en telefon til 50 % på bare fem minutter.

I vår testing, Quick Charge 4+ tok Razer Phone 2s store 4000 mAh-batteri fra 18 % til 90 % på litt over en time.

Sikkerhetstiltak

Quick Charges intelligente termiske balansering flytter strømmen via den kuleste banen, og enhetssensorer overvåker temperaturen på kabinettet og kontakten for å forhindre overoppheting og kortslutning.

Samsung superrask lading og adaptiv hurtiglading

Fordeler

• Innebygd i alle Samsung-enheter.
• Adaptiv hurtiglading kompatibel med Quick Charge 2.0 og superrask lading kompatibel med USB PD.

Ulemper

• Har en tendens til å være konservativ.

Samsungs Adaptive Fast Charging er eksklusivt for Galaxy-enheter. I motsetning til Quick Charge og andre konkurrerende raske standarder, er den fullstendig kompatibel med Exynos, system-on-chip som vanligvis finnes i internasjonale varianter av Samsungs enheter.

Samsung introduserte Super Fast Charging med Samsung Galaxy S10 5G. Denne telefonen har et 4500mAh batteri og støtter opptil 25W lading med USB Power Delivery 3.0 PPS (Programmable Power Supply) ladestandard. De Samsung Galaxy Note 10 Plus treffer jevnt høyere hastigheter, ved å bruke Super Fast Charging 2.0 (det samme gjør senere modeller som S20 og Note 20). For å oppnå den raskeste ladingen den er i stand til, kreves det imidlertid en spesiell adapter med en uvanlig 10V og 4,5A-klassifisering for å gi ut 45W, noe som betyr at den også krever en 5A-kabel.

Tekniske spesifikasjoner og kompatible adaptere

Samsungs Adaptive Fast Charging har en teoretisk topp på 9V/2A (18W), mens Super Fast Charging har en topp på 10V/4,5A (45W) med reiseadapter og 25W når den er koblet til en vanlig lader. Begge standardene har en tendens til å være litt mer konservative i praksis. Å bruke de høyeste hastighetene på begge krever at du kjøper en sertifisert lader, men de fleste Samsung-enheter støtter enten Quick Charge- eller PPS-kompatibelt tilbehør.

Ladehastighet

Samsung publiserer ikke ladetider for adaptiv hurtiglading eller superrask lading. Men i vår testing, Galaxy S8, som har et 3000 mAh batteri, tok omtrent to timer å lade opp helt. Note 10 Plus tok omtrent en time å lade helt opp ved hjelp av Super Fast Charging-standarden.

Sikkerhetstiltak

Teknisk statistikk for adaptiv hurtiglading er vanskelig å finne, men anekdotisk sett er det på den konservative siden. I følge XDAs detaljerte analyse av hurtigladestandarder, opprettholder Galaxy S8 Plus den kuleste temperaturen til ethvert hurtigladende flaggskip på markedet.

Motorola TurboPower

Fordeler

• Innebygd i alle Motorola-enheter.
• Kompatibel med Quick Charge 3.0.

Ulemper

• Ikke så raskt som noen ladestandarder.

Motorolas TurboPower-standard, en finjustert versjon av Quick Charge 3.0, leveres på Motorola-enheter som Moto G Power 2021.

Tekniske spesifikasjoner og kompatible adaptere

TurboPower-adaptere kommer i tre varianter: TurboPower 15, TurboPower 25 og TurboPower 30. Den raskeste, TurboPower 30, leverer 5V og opptil 5,7A for omtrent 28,5W strøm.

Det er mer med TurboPower enn laderen. Motorola sier at de samarbeider med produsenter for å designe tilpassede batterier og at programvaren for strømstyring overvåker batteristatus og helse, og deretter justerer den innkommende ladningen deretter.

På samme måte som Samsung Adaptive Fast Charge, trenger du ikke en TurboPower-adapter for å hurtiglade en TurboPower-utstyrt smarttelefon. Motorolas ladestandard er kompatibel med alle Quick Charge 3.0 (eller nyere) adaptere.

Ladehastighet

Motorola hevder TurboPower 30 kan levere opptil 15 timers batterilevetid på 15 minutter.

Sikkerhetstiltak

TurboPowers termiske styringsmaskinvare er designet for å unngå senking av lading på grunn av varme, sier Motorola, og for å opprettholde en jevn og rask ladehastighet.

OnePlus Warp Charge og Oppo VOOC

Fordeler

• Holder telefonene kjøligere.
• En av de raskeste ladestandardene.
• Adaptere følger med kompatible smarttelefoner.

Ulemper

• Svært proprietær.

Shenzhen, Kina-baserte OnePlus lisensierer Warp Charge (opprinnelig kalt Dash Charge) fra Oppo. Den er basert på Oppos VOOC-system (Voltage Open Multi-Step Constant-Current Charging) og er en overskriftsfunksjon i OnePlus 6T og alle andre OnePlus-telefoner tilbake til OnePlus 3. Oppo har også utviklet den mye raskere Super VOOC, men den er bare tilgjengelig i en håndfull telefoner som Oppo RX17 Pro.

Tekniske spesifikasjoner og kompatible adaptere

Warp Charge bruker en spesiell veggadapter som modulerer strømstyrken i sanntid. En mikrokontroller overvåker ladenivået og synkroniserer med telefonens kretser for å regulere spenning og strøm, og en spesialdesignet kabel leverer større strøm samtidig som strømsvingninger minimeres.

Alt dette er proprietært. Warp Charge fungerer bare med OnePlus-telefoner og kompatible veggadaptere og billadere. Warp Charge-sertifiserte eksterne batterier er vanskelig å få tak i, og OnePlus sin hurtigladestandard gjør det ikke arbeid med hyllevare USB-kabler — Warp Charge-kabler er litt tykkere for å imøtekomme det ekstra Spenning.

Du trenger ikke å betale ekstra hvis du kjøper en OnePlus-telefon. Hver OnePlus-smarttelefon kommer med en Warp Charge-kompatibel veggadapter og ladeledning.

Ladehastighet

Vi fant ut at Warp Charge viste seg å være veldig effektiv under lading OnePlus 9 Pro fra null til 100 % på 31 minutter.

Oppo hevder VOOC-aktiverte telefoner kan lade til 75 % på 30 minutter. Da vi ladet Super VOOC-systemet med Oppo RX17 Pro, gikk det fra 0 % til 40 % på bare 10 minutter.

Sikkerhetstiltak

Warp Charge er designet for å spre varme raskt. Fordi laderen forvandler høyspenningen fra adapterens strømkilde til en lavere spenning, vil det meste varme fra konverteringen når aldri telefonen, og den jevne strømmen reduserer potensialet for termisk struping.

Warp Charge-kompatible enheter har også varmestyring og avledningsmaskinvare som gjennomgår en grundig fempunkts sikkerhetssjekk.

Huawei SuperCharge

Fordeler

• Kompatibilitet med USB-PD.
• Grundige sikkerhetstiltak.
• Adaptere følger med kompatible smarttelefoner.

Ulemper

• Potensielt tregere enn noen standarder.

SuperCharge, den kinesiske smarttelefonprodusenten Huaweis proprietære ladestandard, er innebygd i telefoner som Huawei P40 Pro, Huawei P30 Pro, Huawei Mate 20 Pro, og Huawei P10. Det er litt som Quick Charge ved at det bruker høyere spenninger enn gjennomsnittet for å oppnå raskere lading, men det er litt mer enn man kan se.

Tekniske spesifikasjoner og kompatible adaptere

SuperCharge tilpasser automatisk innkommende veggspenning og strøm basert på tilstanden til telefonens batteri og telefonens interne temperatur. Eldre SuperCharge-kompatible veggadaptere og billadere støtter tre lademoduser — 5V/2A, 4,5V/5A og 5V/4,5A (opp til 22,5W) — og bruk et brikkesett med lader for å regulere spenningen, og eliminere behovet for varmeproduserende spenning i telefonen transformasjon. Den nyeste versjonen tilbyr 10V/4A for opptil 40W.

I motsetning til proprietære ladestandarder som Pump Express og Dash Charge, er Supercharge kompatibel med USB-PD. Det er takket være Huaweis Smart Charge-protokoll, som intelligent bytter mellom lademoduser avhengig av hvilken ladeadapter som er koblet til.

Å benytte Huaweis SuperCharge-teknologi krever å kjøpe en kompatibel veggadapter, men innebygd kompatibilitet med Qualcomms Quick Charge-standard betyr at alle SuperCharge-kompatible enheter kan dra nytte av Quick Lade. Alle SuperCharge-kompatible smarttelefoner leveres med en kompatibel veggadapter.

Ladehastighet

Huaweis nyeste lader hevder å støtte SuperCharge-hastigheter opptil 135W, selv om den ennå ikke er utgitt, og Huawei produserer ikke smarttelefoner som tåler noe mer enn rundt 44W.

Sikkerhetstiltak

SuperCharge-funksjonen, sammen med Smart Charge, er tilgjengelig på Huawei-enheter. Dette unike verktøyet kan lese hvilken lader du bruker og finne den optimale kapasiteten. Derfra kan verktøyet endre laderens spenning etter behov.

Produsentene har laget SuperCharge med spesifikke designfunksjoner for nøye å kontrollere høyere strømmer. Noen av disse komponentene inkluderer et åttedelt kjølesystem og en fôr som kan holde enhetene 5 grader Celsius kjøligere enn andre lademetoder. Huawei Supercharge-enheter er bygget for å vare, og de er grundig testet for å sikre at produktene oppfyller strenge sikkerhets- og ytelsesstandarder. Selskapet vil teste enhetene deres i en årelang prøveperiode for å observere produktene deres under ekstreme forhold over tid.

Fremtiden for hurtiglading

Vi vet at dette er årets understatement, men teknologien utvikler seg raskt. Du kan satse på at hurtiglading snart vil være den universelle standarden og sannsynligvis vil sakte erstatte gjennomsnittlige ladere i løpet av de neste årene. Takket være stor vekst innen integrerte kretser, ladekontrollere, adaptere og ledninger, kan telefoner snart potensielt lades opp i løpet av bare noen få minutter i stedet for flere timer. Tidlig modell hurtigladere nylig vunnet popularitet for sine løfter om å øke enhetens portabilitet og lade raskt.

Etter hvert som denne teknologien utvikler seg og blir mer tilgjengelig, vil hurtiglading bare fortsette å vokse og forbedre seg med produksjonen. Nåværende prototyper har utrolige hastigheter, som Xiaomis påstand om at HyperCharge-teknologien kan lade et 4000 mAh batteri på åtte minutter, men vi vil lære mer om nye standarder etter hvert som de er fullt utviklet og dukker opp i markedet.

Redaktørenes anbefalinger

• Hva er NFC? Hvordan det fungerer og hva du kan gjøre med det
• Slik bytter du telefonoperatør
• Otterboxs sammenleggbare trådløse Power Bank tilbyr rask lading mens du spiller
• Hvor mye RAM trenger en smarttelefon egentlig? Vi spurte ekspertene
• Vil den ulåste telefonen fungere med din trådløse operatør? Slik forteller du det