Como funciona o carregamento rápido? Cada padrão comparado

No mercado cada vez mais competitivo dos smartphones, as pessoas examinam meticulosamente cada recurso que os smartphones têm a oferecer, desde o tamanho da tela até o poder de processamento, antes de escolher o melhor smartphone para eles.

Um relativamente novo no ranking de recursos procurados é o carregamento rápido. A tecnologia agora permite uma carga rápida durante o tempo de inatividade limitado que encontramos em nosso dia-a-dia agitado. Quem não gostaria de um smartphone que carregasse em minutos em vez de horas?

Se fosse assim tão simples. Os padrões de cobrança são uma mistura complicada de química e física, e cada um tem seus próprios conjuntos de limitações, sendo a incompatibilidade também um problema. Para piorar a situação, os fabricantes de smartphones tendem a colocar rótulos confusos em sua tecnologia de carregamento.

Então, como funciona o carregamento rápido? Respire fundo. Nosso guia para os padrões de carregamento sem fio mais populares do mercado os divide em seu nível mais básico. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre Samsung Adaptive Fast Charging, USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge, OnePlus Warp Charge e muito mais.

O básico

Como funciona o carregamento rápido

Antes de mergulharmos nas ervas daninhas, vamos começar com os fundamentos.

Todo smartphone possui uma bateria, e toda bateria fornece energia mais ou menos da mesma maneira.

Células compostas por dois eletrodos (um positivo e um negativo) e um eletrólito catalisam reações que convertem compostos em novas substâncias. Com o tempo, íons – átomos com poucos ou muitos elétrons – se formam nos eletrodos, conduzindo um fluxo de elétrons para o terminal externo negativo da bateria e fornecendo ao seu telefone uma corrente elétrica cobrar.

Nas baterias não recarregáveis, essas reações químicas ocorrem apenas uma vez. Mas nas baterias recarregáveis ​​de íons de lítio que alimentam os smartphones, as reações são “reversíveis”. Quando a bateria descarrega, a reação química produz eletricidade e, quando a bateria é recarregada, as reações químicas absorvem poder.

Carregamento rápido

Portanto, estabelecemos como as baterias carregam e descarregam. Mas para entender como funciona o carregamento rápido, você precisa saber um pouco sobre algo chamado controlador de carregamento.

Uma observação rápida:

Como nos referiremos a volts, amperes e watts no decorrer de nossa discussão, aqui vai uma atualização. Volts são uma medida de tensão, amperes são uma medida de corrente e watts são uma medida de energia elétrica. Uma analogia comum é uma mangueira de jardim: os volts são equivalentes à pressão da água na mangueira; a corrente é equivalente à vazão; a potência é equivalente ao volume de pulverização da bica. Watts, então, são o produto de volts e amperes – volts (V) vezes amperes (A) é igual a watts (W).

As baterias dos smartphones carregam quando uma corrente passa por elas. Correntes e tensões mais altas carregam as baterias mais rapidamente, mas há um limite para o que elas podem suportar. O controlador de carregamento (IC) protege contra picos perigosos de corrente.

O chip controlador regula o fluxo geral de eletricidade que entra e sai da bateria. De modo geral, os controladores de íons de lítio definem a corrente (em amperes) na qual a bateria é carregada, medindo a corrente e a tensão da célula da bateria e, em seguida, ajustando a corrente que flui. Alguns usam um conversor CC-CC para alterar a tensão de entrada, e circuitos integrados mais sofisticados ajustam a resistência entre a entrada do carregador e o terminal da bateria para aumentar ou diminuir o fluxo de corrente.

A quantidade de corrente que o controlador de carregamento consome geralmente é determinada pelo software do telefone.

Padrões de carregamento USB

A menos que você ainda use um Palm Pilot do início dos anos 90, é provável que seu smartphone seja recarregado por meio de um cabo USB. Há um motivo muito bom: além do fato de que os cabos USB são relativamente fáceis de encontrar dias, o USB tem um padrão de carregamento realmente robusto e bem definido chamado USB Power Delivery Especificação.

O USB Implementers Forum especifica vários tipos, um para cada especificação USB correspondente: USB 1.0, 2.0, 3.0/3.1/3.2 e USB4. USB 1.0 e 2.0 são cada vez mais raros e incompatíveis com nossos smartphones modernos. Por padrão, as portas USB 3.0 enviam 5V/0,9A (4,5W).

Mas ao atualizar para a conexão física USB-C (o plugue reversível de formato oval nos smartphones mais recentes) e USB 3.1 (e versões posteriores), o PD pode se tornar um animal completamente diferente. É tecnicamente capaz de suportar as especificações USB 2.0, mas a maioria dos fabricantes opta pelos padrões mais recentes, como USB 3.2 ou USB4, que podem fornecer uma voltagem muito mais alta.

Esses padrões USB posteriores permitem que os dispositivos aproveitem as vantagens da especificação USB Power Delivery (USB-PD), que, a partir do USB-PD versão 3.1, tem uma potência máxima de carregamento de 48V (240W), embora os dispositivos tendam a ficar com a versão 20V/5A (100W) no início. Os smartphones ainda não consomem tanta energia – os fabricantes geralmente optam por uma amperagem mais baixa (como 3A), mas é uma vantagem para laptops USB-C como o MacBook Pro e o Google Chromebook Pixel.

Para complicar um pouco as coisas está a especificação de carregamento da bateria, que trata especificamente da energia extraída de uma porta USB para carregamento. A especificação mais recente, Rev 1.2, define três fontes diferentes de energia: porta downstream padrão (SDP), porta downstream de carregamento (CDP) e porta de carregamento dedicada (DCP). CDP, a especificação em smartphones, laptops e outros hardwares modernos, pode fornecer até 1,5A.

Smartphones e carregadores totalmente compatíveis respeitam os limites de USB 2.0 e BC1.2, mas nem todos os telefones e carregadores são compatíveis. É por isso que, de modo geral, os smartphones sempre adotam como padrão a velocidade de carregamento mais baixa.

As especificações USB são mais diretrizes do que ditados. Padrões de carregamento rápido, como Quick Charge da Qualcomm e Adaptive Fast Charging da Samsung, podem exceder o USB parâmetros de tensão das especificações, mas de propósito - é por isso que seu telefone é capaz de recarregar em minutos, em vez de horas.

Padrões de carregamento rápido: Qual é a diferença?

O USB-PD também fornece apenas a energia necessária ao dispositivo, portanto, o mesmo carregador USB-PD pode carregar um smartphone em velocidade máxima, mas também carregar um laptop em velocidade máxima. isso é velocidade máxima.

Diferentes fabricantes empregam o padrão USB-PD de maneira diferente. Veja como a Apple e o Google o usam, por exemplo.

Carregamento rápido da Apple via USB-PD

Prós

• USB-PD, um padrão da indústria, funciona com um número crescente de dispositivos.

Contras

• Você terá que desembolsar alguns dólares para aproveitar as vantagens – a Apple não inclui carregadores compatíveis com USB-PD na caixa de muitos de seus telefones.

O padrão USB Power Delivery (USB-PD) foi desenvolvido pela Fórum de implementadores USB (USB-IF) e é um padrão que qualquer fabricante pode usar em qualquer dispositivo com porta USB. É capaz de fornecer até 100 W, por isso é adequado para uso com todos os tipos de dispositivos além de smartphones, incluindo alguns laptops, desde que tenham uma porta USB-C. USB-PD também traz outros benefícios. A direção da energia não é fixa, então você encontrará carregadores de bateria portáteis, por exemplo, que possuem uma porta USB-C que pode ser usada tanto para carregar outro dispositivo quanto para carregar a própria bateria.

iPhones da Apple, do iPhone 8 até os modelos do iPhone 12 implementar USB-PD, o mesmo padrão da indústria usado pelo iPad Pro, o MacBook de 12 polegadas, o Chromebook Pixel do Google e o X1 Carbon da Lenovo. A intercompatibilidade é sua maior vantagem: o USB-PD não requer cabos especiais ou adaptadores de parede.

Saídas, cabos e adaptadores suportados

Você terá que desembolsar com acessórios se quiser aproveitar as vantagens Compatibilidade USB-PD do iPhone porque a Apple não embalava cabos ou adaptadores USB-C nas caixas do iPhone até recentemente. Você também precisará comprar um cabo Lightning para USB-C que suporte USB-PD – se você usar um cabo Lightning padrão com um adaptador USB-C para USB-A, o carregador terá como padrão a potência mais baixa.

Aqui está o que A Apple recomenda:

• Adaptador de alimentação USB-C Apple de 18 W, 20 W, 29 W, 30 W, 61 W, 87 W ou 96 W.
• Um adaptador de alimentação USB-C de terceiros comparável que suporta USB Power Delivery (USB-PD).

Velocidade de carregamento

Não importa qual carregador USB-C você compre, você terá que aturar limites de segurança codificados em seu iPhone. A carga rápida entra em ação quando a capacidade está entre 0% e 79%, mas para quando atinge 80%.

Se você não se importa em gastar alguns dólares extras para carregar acessórios, você terá um carregamento muito mais rápido do que faria de outra forma. Os iPhones de carregamento rápido podem carregar de 0% a 50% em 30 minutos usando USB-PD.

Carregamento rápido do Google via USB-PD

Prós

• O mesmo kit USB-PD funcionará com vários dispositivos.
• O Google fornece um carregador e um cabo de carregamento rápido na caixa.

Contras

• As velocidades máximas não são tão rápidas quanto algumas outras fabricantes oferecem.

Cada telefone Google Pixel, do original ao Pixel 4a, é capaz de carregar rapidamente com fio de até 18 W usando o padrão USB-PD. Não requer carregadores ou cabos especiais.

Saídas, cabos e adaptadores suportados

Você pode usar o carregador e o cabo que acompanham o smartphone Pixel para aproveitar velocidades máximas de carregamento. Se você optar por acessórios de terceiros, use qualquer USB-C com adaptadores de alimentação e cabos USB 2.0. Se você usar um cabo USB-C para USB-A, ele carregará seu Pixel mais lentamente, independentemente do adaptador de energia ao qual você estiver conectado.

Velocidade de carregamento

Um smartphone Pixel pode carregar rapidamente de 0% a cerca de 80%, mas ficará mais lento além desse ponto. Você encontrará as mesmas limitações na maioria dos telefones.

Usando o cabo e o adaptador de 18 W fornecidos ou qualquer outro decente com classificação semelhante ou superior, você pode obter sete horas de uso com uma carga de 15 minutos.

Carga Rápida Qualcomm

Prós

• Um dos padrões de cobrança mais amplamente implementados.
• Compatível com versões anteriores do Quick Charge.
• Recursos de segurança integrados evitam superaquecimento e curto-circuito.

Contras

• Quick Charge 3.0 não é compatível com USB-PD.

O Quick Charge da Chipmaker Qualcomm é um dos padrões de cobrança mais amplamente implementados no mercado. Não há erro – é um recurso opcional da tecnologia de sistema em chip da Qualcomm, como o Snapdragon 855, 845, 835, 820, 620, 618, 617, 430 e outros, que alimenta telefones como o Samsung Galaxy S10, Google Pixel 3, e LG V40 ThinQ. Mas a tecnologia não está vinculada aos processadores Snapdragon da Qualcomm – qualquer fabricante de smartphones é livre para licenciar a tecnologia de controlador de energia do Quick Charge.

Especificações técnicas e adaptadores compatíveis

O Quick Charge consegue um carregamento rápido aumentando a tensão de carregamento, o que por sua vez aumenta a potência. Anunciado em julho de 2020, Carga Rápida 5 é o padrão mais recente da série, prometendo a capacidade de recarregar telefones até 50% em cinco minutos. Embora o suporte esteja atualmente limitado a telefones recentes, como o Samsung Galaxy S20, O suporte ao Quick Charge 4.0+ está crescendo em popularidade. Você pode encontrá-lo em telefones como o LG G8 ThinQ, Telefone Razer 2, e Xiaomi Mi Mix 3, e pode fornecer até 27W de potência.

Quick Charge 4 e mais recentes têm a vantagem adicional de compatibilidade com carregadores USB-PD, mas Quick Charge 3.0 e anteriores funcionam apenas com acessórios certificados para Quick Charge. Ainda assim, a onipresença do Quick Charge significa que há muito por onde escolher. O site da Qualcomm possui uma lista parcial das opções mais populares.

Velocidade de carregamento

A Qualcomm afirma que o Quick Charge 5 pode recarregar totalmente smartphones em 15 minutos e levar um telefone a 50% em apenas cinco minutos.

Em nossos testes, o Quick Charge 4+ elevou a grande bateria de 4.000 mAh do Razer Phone 2 de 18% para 90% em pouco mais de uma hora.

Medidas de segurança

O balanceamento térmico inteligente do Quick Charge move a corrente pelo caminho mais frio, e os sensores do dispositivo monitoram as temperaturas da caixa e do conector para evitar superaquecimento e curto-circuito.

Carregamento super rápido Samsung e carregamento rápido adaptativo

Prós

• Integrado em todos os dispositivos Samsung.
• Carregamento rápido adaptável compatível com Quick Charge 2.0 e carregamento super rápido compatível com USB PD.

Contras

• Tende a ser conservador.

O carregamento rápido adaptativo da Samsung é exclusivo para dispositivos Galaxy. Ao contrário do Quick Charge e de outros padrões rápidos concorrentes, é totalmente compatível com Exynos, o sistema em chip comumente encontrado em variantes internacionais de dispositivos Samsung.

Samsung introduziu o carregamento super rápido com o Samsung Galaxy S10 5G. Este telefone possui uma bateria de 4.500mAh e suporta carregamento de até 25W com o padrão de carregamento USB Power Delivery 3.0 PPS (fonte de alimentação programável). O Samsung Galaxy Nota 10 Plus acerta mesmo velocidades mais altas, usando Super Fast Charging 2.0 (assim como modelos posteriores, como o S20 e o Note 20). No entanto, para atingir o carregamento mais rápido possível, é necessário um adaptador especial com uma classificação incomum de 10 V e 4,5 A para produzir 45 W, o que significa que também requer um cabo de 5 A.

Especificações técnicas e adaptadores compatíveis

O carregamento rápido adaptativo da Samsung tem pico teórico de 9V/2A (18W), enquanto o carregamento super rápido tem pico de 10V/4,5A (45W) com um adaptador de viagem e 25W quando conectado a um carregador normal. Ambos os padrões tendem a ser um pouco mais conservadores na prática. Alcançar as velocidades mais altas de qualquer um deles requer a compra de um carregador certificado, mas a maioria dos dispositivos Samsung suporta acessórios compatíveis com Quick Charge ou PPS.

Velocidade de carregamento

A Samsung não publica tempos de carregamento para carregamento rápido adaptável ou carregamento super rápido. Mas em nossos testes, o Galaxy S8, que tem bateria de 3.000mAh, demorou cerca de duas horas para recarregar totalmente. A Nota 10 Plus demorou cerca de uma hora para recarregar totalmente usando o padrão de carregamento super rápido.

Medidas de segurança

As estatísticas técnicas do Adaptive Fast Charging são difíceis de obter, mas, falando anedóticamente, são conservadoras. De acordo com Análise detalhada do XDA dos padrões de carregamento rápido, o Galaxy S8 Plus mantém a temperatura mais baixa de qualquer carro-chefe de carregamento rápido do mercado.

Motorola Turbo Power

Prós

• Integrado em todos os dispositivos Motorola.
• Compatível com Carga Rápida 3.0.

Contras

• Não tão rápido quanto alguns padrões de cobrança.

O padrão TurboPower da Motorola, uma versão aprimorada do Quick Charge 3.0, vem em dispositivos Motorola como o Moto G Power 2021.

Especificações técnicas e adaptadores compatíveis

Os adaptadores TurboPower vêm em três versões: TurboPower 15, TurboPower 25 e TurboPower 30. O mais rápido, TurboPower 30, fornece 5 V e até 5,7 A para aproximadamente 28,5 W de potência.

O TurboPower é mais do que apenas o carregador. A Motorola afirma que trabalha com fabricantes para projetar baterias personalizadas e que seu software de gerenciamento de energia monitora o estado e a integridade da bateria e, em seguida, ajusta a carga recebida de acordo.

Assim como o Samsung Adaptive Fast Charge, você não precisa de um adaptador TurboPower para carregar rapidamente um smartphone equipado com TurboPower. O padrão de carregamento da Motorola é compatível com qualquer adaptador Quick Charge 3.0 (ou mais recente).

Velocidade de carregamento

A Motorola afirma que o TurboPower 30 pode fornecer até 15 horas de duração da bateria em 15 minutos.

Medidas de segurança

O hardware de gerenciamento térmico do TurboPower foi projetado para evitar lentidão no carregamento devido ao calor, diz a Motorola, e para manter uma taxa de carregamento rápida e estável.

OnePlus Warp Charge e Oppo VOOC

Prós

• Mantém os telefones mais frios.
• Um dos padrões de carregamento mais rápidos.
• Adaptadores incluídos com smartphones compatíveis.

Contras

• Altamente proprietário.

OnePlus, com sede em Shenzhen, China, licencia Warp Charge (originalmente chamado Dash Charge) da Oppo. É baseado no sistema VOOC (Voltage Open Multi-Step Constant-Current Charging) da Oppo e é um recurso de destaque no OnePlus 6T e todos os outros telefones OnePlus de volta ao OnePlus 3. A Oppo também desenvolveu o Super VOOC, muito mais rápido, mas só está disponível em alguns telefones como o OPPO RX17 Pro.

Especificações técnicas e adaptadores compatíveis

Warp Charge usa um adaptador de parede especial que modula a amperagem em tempo real. Um microcontrolador monitora o nível de carga e sincroniza com o circuito do telefone para regular a tensão e a corrente, e um cabo personalizado fornece maior corrente enquanto minimiza as flutuações de energia.

Tudo isso é proprietário. Warp Charge funciona apenas com telefones OnePlus e adaptadores de parede e carregadores de carro compatíveis. Baterias externas com certificação Warp Charge são difíceis de encontrar, e o padrão de carregamento rápido do OnePlus não trabalhe com cabos USB prontos para uso - os cabos Warp Charge são um pouco mais grossos para acomodar o extra tensão.

No entanto, você não precisará desembolsar mais se comprar um telefone OnePlus. Cada smartphone OnePlus vem com um adaptador de parede e cabo de carregamento compatível com Warp Charge.

Velocidade de carregamento

Descobrimos que Warp Charge se mostrou muito eficaz ao carregar o OnePlus 9 Pro de zero a 100% em 31 minutos.

Oppo afirma que os telefones habilitados para VOOC podem carregar até 75% em 30 minutos. Quando carregamos o sistema Super VOOC com o Oppo RX17 Pro, passou de 0% a 40% em apenas 10 minutos.

Medidas de segurança

Warp Charge foi projetado para dissipar o calor rapidamente. Como o carregador transforma a alta tensão da fonte de alimentação do adaptador em uma tensão mais baixa, a maior parte do o calor da conversão nunca chega ao telefone, e a corrente consistente reduz o potencial de calor estrangulamento.

Os dispositivos compatíveis com Warp Charge também possuem hardware de gerenciamento e dissipação de calor que passa por uma verificação de segurança completa de cinco pontos.

Huawei SuperCarga

Prós

• Compatibilidade com USB PD.
• Medidas de segurança completas.
• Adaptadores incluídos com smartphones compatíveis.

Contras

• Potencialmente mais lento que alguns padrões.

SuperCharge, padrão de carregamento proprietário da fabricante chinesa de smartphones Huawei, está integrado em telefones como o Huawei P40 Pro, Huawei P30 Pro, Huawei Companheiro 20 Pro, e a Huawei P10. É um pouco como o Quick Charge, pois usa tensões acima da média para obter um carregamento mais rápido, mas há um pouco mais do que aparenta.

Especificações técnicas e adaptadores compatíveis

O SuperCharge adapta automaticamente a tensão e a corrente de entrada da parede com base nas condições da bateria do telefone e na temperatura interna do telefone. Adaptadores de parede e carregadores de carro compatíveis com SuperCharge mais antigos suportam três modos de carregamento - 5V/2A, 4,5V/5A e 5V/4,5A (até 22,5 W) – e use um chipset no carregador para regular a tensão, eliminando a necessidade de tensão no telefone que produz calor transformação. A versão mais recente oferece 10V/4A para até 40W.

Ao contrário dos padrões de carregamento proprietários, como Pump Express e Dash Charge, o Supercharge é compatível com USB-PD. Isso graças ao protocolo Smart Charge da Huawei, que alterna de forma inteligente entre os modos de carregamento dependendo de qual adaptador de carregamento está conectado.

Aproveitar a tecnologia SuperCharge da Huawei requer a compra de um adaptador de parede compatível, mas compatibilidade nativa com o padrão Quick Charge da Qualcomm significa que qualquer dispositivo compatível com SuperCharge pode aproveitar as vantagens do Quick Charge Cobrar. Todo smartphone compatível com SuperCharge vem com um adaptador de parede compatível.

Velocidade de carregamento

O mais recente carregador da Huawei afirma suportar velocidades SuperCharge até 135W, embora ainda não tenha sido lançado, e a Huawei não esteja produzindo smartphones que possam suportar mais do que cerca de 44W.

Medidas de segurança

O recurso SuperCharge, junto com o Smart Charge, está disponível em dispositivos Huawei. Esta ferramenta exclusiva pode ler qualquer carregador que você esteja usando e identificar sua capacidade ideal. A partir daí, a ferramenta pode modificar a voltagem do carregador conforme necessário.

Os produtores criaram o SuperCharge com recursos de design específicos para controlar cuidadosamente correntes mais altas. Alguns desses componentes incluem um sistema de resfriamento de oito partes e um revestimento que pode manter os dispositivos 5 graus Celsius mais frios do que outros métodos de carregamento. Os dispositivos Huawei Supercharge são construídos para durar e são exaustivamente testados para garantir que os produtos atendam a rigorosos padrões de segurança e desempenho. A empresa testará seus dispositivos em um teste de um ano para observar seus produtos sob condições extremas ao longo do tempo.

O futuro do carregamento rápido

Sabemos que este é o eufemismo do ano, mas a tecnologia está evoluindo rapidamente. Você pode apostar que o carregamento rápido em breve se tornará o padrão universal e provavelmente substituirá lentamente os carregadores comuns nos próximos anos. Graças ao grande crescimento em circuitos integrados, controladores de carga, adaptadores e cabos, os telefones poderão em breve recarregar em apenas alguns minutos, em vez de várias horas. Modelo inicial carregadores rápidos recentemente ganharam popularidade por suas promessas de aumentar a portabilidade do seu dispositivo e carregá-lo rapidamente.

À medida que esta tecnologia evolui e se torna mais acessível, o carregamento rápido só continuará a crescer e a melhorar com a produção. Os protótipos atuais apresentam velocidades incríveis, como a afirmação da Xiaomi de que sua tecnologia HyperCharge pode carregar uma bateria de 4.000mAh em oito minutos, mas aprenderemos mais sobre os novos padrões à medida que forem totalmente desenvolvidos e aparecerem no mercado.

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