A razão pela qual os telemóveis carregam tão rapidamente é o carregamento rápido. Todos nós sabemos o que é o carregamento rápido, mas como é que funciona?
O circuito de carregamento baseado no protocolo PD pode manter a parte AC/DC inalterada, mas substituir o controlador do protocolo QC por um controlador PD.
O que é o protocolo de carregamento rápido PD?
O protocolo de carregamento PD é um protocolo de transmissão de energia anunciado pela organização USB-IF. Pode aumentar a potência máxima padrão atual da interface tipo-c de 5V/2A para 100W. Ao mesmo tempo, a Google anunciou que o protocolo de carregamento rápido utilizado pelos telemóveis com Android 7.0 deve suportar o protocolo PD, com o objetivo de unificar o mercado de carregamento rápido.
O que significa o protocolo de carregamento PD?
O que significa o protocolo de carregamento PD?
O USB-Power Delivery (USBPD) é um dos principais protocolos de carregamento rápido actuais e é uma especificação de carregamento rápido desenvolvida pela organização USB-IF. O USB PD aumenta o fornecimento de energia através de cabos e conectores USB, expandindo as capacidades de fornecimento de energia do barramento de cabos em aplicações USB. Esta especificação pode atingir tensões e correntes mais elevadas, com um fornecimento máximo de energia de 100 watts, e pode alterar livremente a direção do fornecimento de energia.
| Tecnologia | Tensão | Atual | Potência máxima | Data de lançamento | Modelos de SoC |
| QC 1.0 | 5V | 2A | 10W | 2013 | Snapdragon 600 |
| QC 2.0 | 5V, 9V, 12V | 2A, 2A, 1,67A | 18W | 2015 | Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808, 810 |
| QC 3.0 | 3,6V a 20V, ajuste dinâmico de 200mV | 2,5 A ou 4,6 A | 22W | 2016 | Snapdragon 427, 430, 435, 617, 620, 625, 626, 650, 652, 653, 820, 821 |
| QC 4.0 | ? | ? | 28W | 2017 | Snapdragon 835, 660, 636 |
| QC 4.0+ | 5V, 9V (USB-PD), 3V a 5,9V ou 3V a 11V, incrementos de 20mV (fonte de alimentação opcional USB-PD 3.0), 3,6V a 20V, incrementos de 200mV (carregador QC) | 3A (USB-PD), 2,5A ou 4,6A (QC) | 27W (USB-PD) | 2017 | Snapdragon 845 |
A relação entre USB PD e Type-C
As pessoas falam frequentemente de USB PD e Tipo-C em conjunto e até chamam aos carregadores Tipo-C carregadores PD. Na realidade, o USB PD e o Type-C são duas coisas diferentes. O USB PD é um protocolo de carregamento rápido, enquanto o Type-C é uma nova especificação de interface.
A interface Type-C suporta um máximo de 5V/3A por defeito, mas após a implementação do protocolo USB PD, a potência de saída pode ser suportada até 100W. Por conseguinte, muitos dispositivos com interfaces Tipo C suportam agora o protocolo USB PD.
Vantagens do protocolo de carregamento rápido PD
PD significa Power Delivery, que se centra no processo de transmissão de energia entre dois ou mais dispositivos, ou mesmo numa rede inteligente baseada na interface USB. A transmissão de energia pode ser bidirecional, até mesmo em rede, e pode ter uma estratégia de fornecimento de energia a nível do sistema. QC significa Quick Charge (carregamento rápido), que se centra apenas no carregamento rápido. A transmissão de energia é unidirecional, não tem capacidade de ligação em rede e não suporta outras funções, exceto o fornecimento de energia.
É claro que, depois de o ler, muitas pessoas ainda não compreendem o seu significado. Simplificando, se o protocolo PD se tornar popular, pode voltar aos bons velhos tempos em que só precisava de um carregador para carregar todos os seus telemóveis em casa. Melhor ainda é que este carregador também pode carregar o computador e o tablet, e o telemóvel também pode ser transformado numa fonte de energia móvel.
Princípio de comunicação de carregamento rápido USB PD
A comunicação USB PD é o processo de modular a mensagem da camada de protocolo num sinal FSK de 24 MHz e acoplá-lo a VBUS, ou obter o sinal FSK de VBUS para realizar a comunicação entre o telemóvel e o carregador.
Como se mostra na figura abaixo, na comunicação USB PD, o FSK de 24MHz é acoplado ao nível DC em VBUS através do condensador de acoplamento cAC-Coupling. Para evitar que o FSK de 24MHz afecte a tensão VBUS DC do PowerSupply ou do USBHost , é adicionado ao circuito um filtro passa-baixo composto por indutores zIsolation para filtrar o sinal FSK.
O princípio do USB PD é explicado da seguinte forma, tomando como exemplo que tanto o telemóvel como o carregador suportam USB PD:
1) O PHY do USBOTG monitoriza a tensão VBUS. Se houver uma tensão de 5V de VBUS e for detectado que o pino OTGID é uma resistência pull-down de 1K (não no modo OTG Home, a resistência ID do modo OTG Home é inferior a 1K), significa que o cabo suporta USBPD;
2) O USBOTG efectua a deteção normal do carregador BCSV1.2 e inicia o gestor de políticas do dispositivo USBPD. O gestor de políticas monitoriza se o sinal FSK está acoplado ao nível DC de VBUS e descodifica a mensagem para obter a mensagem CapabilitiesSource. Analisa a mensagem de acordo com a especificação USBPD para obter uma lista de todos os pares de tensão e corrente suportados pelo carregador USBPD.
3) O telemóvel seleciona um par de tensão e corrente da mensagem CapabilitiesSource de acordo com a configuração do utilizador e adiciona o par de tensão e corrente ao payload da mensagem Request. O gestor de políticas associa então o sinal FSK ao nível VBUS DC.
4) O carregador descodifica o sinal FSK e envia uma mensagem de aceitação para o telefone, enquanto ajusta a tensão DC e a corrente de saída da fonte de alimentação;
5) O telemóvel recebe a mensagem de aceitação e ajusta a tensão e a corrente de carregamento do ChargerIC;
6) Durante o processo de carregamento, o telemóvel pode enviar dinamicamente uma mensagem de pedido para solicitar ao carregador que altere a tensão e a corrente de saída, conseguindo assim um processo de carregamento rápido.
