Quick Charge, Fast Charge… Comment fonctionne la charge rapide sur smartphone ?

 

Vous voulez connaître la différence entre QuickCharge, Dash, Vooc, Pump Express ? Cet article devrait vous aider à y voir plus clair dans la jungle de la recharge rapide sur smartphone.

Le chargeur 65 W fourni avec l'Oppo Find X2 Pro

Le chargeur 65 W fourni avec l’Oppo Find X2 Pro

Alors que les smartphones ont peu à peu vu leur batterie augmenter à mesure que leur format s’agrandissait, ce n’est pas la seule astuce trouvée par les constructeurs pour faciliter la vie des utilisateurs. En plus d’une autonomie améliorée, la plupart des modèles proposent désormais un système de charge rapide. Il s’agit d’une solution de contournement trouvée pour pallier le manque d’évolution des batteries. Afin de ne pas mettre plus de 3 heures à recharger ces smartphones avec un simple chargeur de 5 watts, les constructeurs proposent des chargeurs capables de débiter une puissance supérieure.

On a ainsi déjà vu passer des appareils capables d’absorber jusqu’à 25 W, soit une recharge presque cinq fois plus rapide que les chargeurs classiques. Certains permettent même de monter à une charge de 65 W. Avant de plonger un peu plus en détail sur le sujet de la charge rapide, étudions rapidement le fonctionnement de l’électricité et des unités de mesure au sein des chargeurs.

Les chargeurs rapides

Si vous jetez un œil à votre chargeur, vous pourrez calculer facilement la puissance de sortie de celui-ci, exprimée en watts. Les chargeurs précisent en effet l’intensité du courant (en ampères) et la tension (en volts) en sortie, à destination du smartphone. Pour calculer la puissance du chargeur, en watts, il suffit de multiplier l’intensité par la tension. Par exemple, dans le cas d’un chargeur classique capable de délivrer un courant de 1 ampère sur 5 volts, on aura le droit à 5 watts en sortie. Sur les chargeurs SuperVooc 4.0 d’Oppo qui débitent 6,5 ampères sur 10 volts, le smartphone pourra recevoir 65 watts. À quoi sert une plus grande puissance ? À réduire le temps de charge des batteries des smartphones.

Pour mieux comprendre la suite de l’article, précisons que le temps de recharge d’une batterie n’est pas linéaire. Ainsi, si la moitié de la batterie peut être rechargée en un temps très court, la deuxième moitié — et encore plus les derniers pour cent de celle-ci — met énormément de temps à se recharger. La charge rapide consiste donc à envoyer une très grande puissance sur la première moitié de la charge, puis à réguler finement cette puissance sur la seconde moitié. Ce dernier exercice est le plus délicat, afin de ne pas endommager la batterie.

Pour des raisons de sécurité, les batteries compatibles avec la charge rapide doivent également intégrer des séparateurs bien plus épais que les batteries classiques entre l’anode et la cathode. La plus grande épaisseur de ce séparateur provoquant logiquement une augmentation de la taille — mais pas de la capacité — de la batterie. De ce fait, pour un même volume, les constructeurs doivent choisir entre une batterie de plus grosse capacité, mais sans charge rapide, ou de plus faible capacité, mais avec la charge rapide.

Quick Charge de Qualcomm

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
Quick Charge 1.0 5V 2A 10W
Quick Charge 2.0 5/9/12V 1.67/2A 18W
Quick Charge 3.0 3,6 à 20V 2,5/4,6A 18W
Quick Charge 4.0+ 3,6 à 20V ou 5/9V (USB PD) 2,5/4,6A ou 3A (USB PD) 27W (USB PD)

Historique

En juin 2012, Qualcomm fait l’acquisition de Summit Microelectronics, une entreprise spécialisée dans la conception de circuits électroniques destinés aux chargeurs. En février 2013, naissait la norme Quick Charge 1.0 capable de diminuer le temps de charge des smartphones compatibles de 40 %. Pour cela, il fallait que les smartphones intègrent une puce spéciale. Dans les faits, la norme permettait d’utiliser un chargeur de 10 watts (5V – 2A) avec les smartphones compatibles. Vient ensuite la norme Quick Charge 2.0, capable cette fois-ci de raccourcir de 75 % le temps de charge d’un smartphone avec jusqu’à 36 watts (12V – 3A). Pour bénéficier d’une intensité de 3A, il faut disposer d’un chargeur spécial Quick Charge.

Qualcomm Quick Charge 3.0

Fin 2015, Qualcomm lançait la révision 3 de sa norme Quick Charge, avec encore une fois un temps de recharge diminué. Cette fois-ci, il est possible d’utiliser une tension de 20 volts contre 12 volts maximum pour Quick Charge 2.0. Qualcomm est aller encore plus loin en intégrant une gestion plus fine de la tension, par pas de 200 mV entre 3,6 et 20 V. Auparavant, un smartphone ne pouvait choisir que quatre tensions différentes selon l’avancement de la charge, contre désormais 80 tensions. C’est grâce à cette gestion plus fine de la tension que la charge est plus rapide, en permettant d’affiner au maximum la puissance délivrée vers le smartphone sur les dernières minutes de recharge. Qualcomm promet ainsi 71 % de recharge en 30 minutes pour une batterie d’une capacité de 2 750 mAh.

Désormais, on peut compter sur la Quick Charge 4.0. Elle conserve les avancées de la version 3.0 tout en offrant une optimisation supérieure, promettant une charge 20 % plus rapide pour une gestion énergétique 30 % plus efficace. L’algorithme INOV a été revu afin de mieux considérer la chauffe de l’appareil et du bloc d’alimentation en s’adaptant dynamiquement à celle-ci. Le plus important à noter est que la Quick Charge 4,0 est désormais compatible avec le standard libre USB Power Delivery, ce qui promet de rendre les chargeurs QC4 compatibles avec le moindre appareil le supportant.

En 2017 aura été lancé une révision de cette technologie, sous l’appellation Quick Charge 4+. Celle-ci améliore une nouvelle fois les performances avec une charge annoncée jusqu’à 15 % plus rapide et jusqu’à 30 % plus efficace pour une chauffe plus optimisée une nouvelle fois. Surtout, les températures du bloc et du smartphone sont surveillées en même temps.

OnePlus Dash Charge / Warp Charge

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
Dash Charge 5V 4A 20W
Warp Charge 30 5V 6A 30W

Historique

Avec son OnePlus 3, la marque chinoise a innové en matière de recharge rapide avec sa technologie maison Dash. Sous ce nom se cache une charge rapide qui ressemble à celle d’Oppo, avec une tension de 5 volts, mais une intensité de 4 ampères, ce qui donne finalement une puissance de 20 watts. Encore une fois, on bénéficie de l’avantage d’une faible tension (peu de chauffe) avec les avantages d’une charge rapide. En revanche, comme chez Oppo, la charge rapide Dash nécessite un câble USB spécial, encore une fois doté de davantage de pins destinés à la recharge. OnePlus promet 63 % de capacité de la batterie du OnePlus 3 (qui fait 3 000 mAh) en 30 minutes de recharge rapide.

chargeur oneplus 3

Depuis 2018, OnePlus a été forcé d’abandonner le nom « Dash Charge » pour des raisons juridiques. Pour le OnePlus 6T McLaren Edition, la marque est ainsi passée au « Warp Charge 30 » qui offre, comme son nom l’indique, une puissance de 30 W. Pour ce faire, OnePlus propose une intensité de 6V et une tension de 5 A.

En 2020, c’est toujours cette puissance de 30 W qui est à l’œuvre sur les smartphones les plus récents de la marque, les OnePlus 8 et OnePlus 8 Pro.

Oppo VOOC / Flash Charge & Realme DART

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
OPPO VOOC 5V 4A 20W
OPPO Super VOOC 5V 10A 50W
OPPO Super VOOC 2.0 10V 6,5A 65W
Oppo Flash Charge 10V 12,5A 125W

Historique

Oppo a également créé sa propre solution de recharge rapide baptisée VOOC. Contrairement à la solution de Qualcomm, Oppo n’a pas choisi d’augmenter la tension, mais uniquement l’intensité du courant. VOOC peut donc délivrer 20 watts, avec 5 ampères et 4 volts.

L’avantage d’utiliser 4 volts et non pas 12 ou 20 volts est d’éviter à la batterie de trop chauffer lors de la recharge, et donc d’utiliser sans se brûler le téléphone. Oppo utilise également ses propres batteries, intégrant plusieurs cellules pour optimiser le courant. Enfin, le câble USB utilisé par Oppo est spécial, puisqu’il intègre davantage de connecteurs. Oppo annonce 30 minutes pour recharger 75 % d’une batterie de smartphone, d’une capacité inconnue.

super-vooc

Début 2016, Oppo a annoncé la charge Super VOOC Flash Charge qui permettrait de recharger en seulement 15 minutes une batterie de 2 500 mAh. Le chargeur utilise toujours une tension de 5 volts, mais avec une recharge pulsée, qui permet de faire varier avec précision la puissance totale sur l’ensemble de la durée de charge. Oppo précise également qu’une toute nouvelle batterie est utilisée pour aller de pair avec cette technologie qui n’est pas encore disponible sur les smartphones.

En 2018, Oppo a inauguré le Super VOOC sur son Oppo Find X, repris également sur l’Oppo RX17 Pro. Grâce à sa puissance de 50 W, il est possible de recharger l’Oppo Find X en seulement une demi-heure.

En 2019, c’est le Reno Ace qui inaugure un nouveau regard avec une charge compatible avec une puissance de 65 W. C’est le même chargeur qui équipe d’ailleurs le Find X2 Pro, mais également un cousin d’Oppo, le Realme X50 Pro. Pour Realme, la technologie de charge a cependant été renommée SuperDart.

La barre symbolique des 100 W est finalement dépassée en 2020 avec l’annonce de l’Oppo Flash Charge (et Realme UltraDART). Cette technologie utilise un courant de 20 V / 6,25 A et le transforme via 3 circuits parallèles en du courant de 10 V / 12,5 A.

Pour éviter la chauffe, les marques de BBK Electronics intègrent plus d’une dizaine de capteurs de température, à la fois dans la batterie du téléphone et le bloc secteur et bride la vitesse de charge pour ne pas dépasser les 40 degrés. Oppo explique ainsi qu’une batterie de 4000 mAh met environ 20 minutes à se charger alors qu’elle pourrait n’en mettre que 10 sans cette sécurité.

Cette technologie est par ailleurs compatible avec d’autres protocoles, comme l’USB Power Delivery (PD) jusqu’à 65 W, la Quick Charge de Qualcomm (jusqu’à 36 W) et d’autres encore.

Samsung Fast Charge

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
Samsung Fast Charge 5/9V 2A 18W
Super Fast Charging 9V 2,77A 25W
Super Fast Charging 10V 4,5A 45W

Historique

Chez Samsung, on trouve l’Adaptive Charge qui joue le rôle de charge rapide. Ainsi, le chargeur livré avec le Galaxy S7 peut délivrer jusqu’à 25 watts avec 12 volts et 2,1 ampères. Encore une fois, Samsung utilise la technologie Quick Charge de Qualcomm comme nous l’avait confié un ingénieur de l’entreprise de San Diego lors du CES 2016. Selon Samsung, l’Adaptive Charge permet de recharger 50 % de la batterie du Galaxy S7 (de 3 000 mAh) en 30 minutes.

Sur les Galaxy S20, Samsung est cependant allé un peu plus loin avec des chargeurs 25 W fournis sur toute la gamme. Le Samsung Galaxy S20 Ultra est cependant compatible avec une puissance de 45 W, tout comme le Galaxy Note 10 Plus, tandis que les S20 et S20 Plus restent limités au 25 W. Ils utilisent par ailleurs le Programmable Power Supply (PPS) pour gérer à la volée les éléments thermiques pendant la charge selon la tension et l’intensité du chargeur.

Huawei SuperCharge

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance Max
Super Charge 1.0 5 à 9V 2A 10 à 18W
Super Charge 2.0 10V 4A 40W

Historique

Chez Huawei, la technologie de charge rapide s’appelle SuperCharge. Dès 2016 chez le constructeur on trouve des chargeurs de 10, 15 ou 18 W avec une tension de 5 ou 9 V et une intensité de 2 ampères. Au fil des ans et des générations de smartphones, la technologie a évolué pour atteindre jusqu’à 22,5 W (5V pour 4,5 A).

Avec le Mate 20 Pro, la firme a lancé la SuperCharge 2.0 offrant une puissance de 40 W (10 V, 4A), permettant de récupérer 70 % d’autonomie environ en 30 minutes. Une prouesse qui frôle les résultats du Super VOOC d’Oppo. En 2020, c’est toujours cette charge rapide 40 W qui équipe le Huawei P40 Pro.

Motorola TurboPower

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
TurboPower 15 9/12V 1,2/1,67A 15W
TurboPower 25 5/9/12V 2,15/2,85A 25W
TurboPower 30 5V 7,7A 28,5W

Historique

Motorola propose lui aussi sa propre technologie répondant au nom de TurboPower. Il semble qu’elle s’appuie en partie sur la norme Quick Charge 2.0 de Qualcomm puisque le chargeur est compatible. Toutefois, Motorola indique que ses ingénieurs ont travaillé avec les concepteurs de batterie pour optimiser la charge. La partie logicielle serait également spécialement dédiée à la batterie, pour une meilleure gestion de l’énergie au cours de la charge. La plupart des smartphones Motorola haut de gamme sont livrés avec l’adaptateur TurboPower 25 qui permet d’atteindre une puissance de 25 watts avec 12 volts et 2,15 ampères. Motorola annonce ainsi 1000 mAh de recharge en 15 minutes.

À noter que la plupart des smartphones Motorola en profitent désormais, même sur l’entrée et le milieu de gamme. C’est notamment le cas du Moto G6.

MediaTek Pump Express

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
Pump Express 2.0+ 5 à 20V 3/4,5A+ 15W
Pump Express 3.0 3 à 6V 5A+ 25/30W
Pump Express 4.0 3 à 6V 5A 25/30W

Historique

Pump Express Mediatek

De son côté, MediaTek a développé sa propre solution de recharge rapide baptisée Pump Express. On la trouve en quatre versions différentes : Pump Express Plus, Pump Express Plus 2,0, Pump Express 3.0 et Pump Express 4.0. La version 3.0 était réservée aux smartphones dotés d’un connecteur USB Type-C avec une tension de sortie de 3 à 6 volts (par pas de 10 à 20 mv) et une intensité qui peut dépasser les 5 ampères. On peut donc monter à 30 watts environ, avec une faible chauffe grâce à la faible tension. MediaTek annonce ainsi 75 % de recharge en seulement 20 minutes pour une batterie d’une capacité de 2 060 mAh contre 30 minutes pour la norme Pump Express 2.0.

En 2018, MediaTek a dévoilé la version 4.0. En plus de fonctionner avec les chargeurs sans fil, elle s’appuie sur l’USB Power Delivery pour monter jusqu’à une puissance d’environ 30 W.

USB Power Delivery

Spécificités techniques

  Tension Courant Puissance max
USB 3.1 (USB C+ USB PD) 5 à 20V 0,5/0,9/1,5/3/5A 100W

Historique

L’introduction des connecteurs USB Type-C sur les smartphones a permis d’augmenter la vitesse de rechargement des téléphones dépourvus de fonctionnalités de recharge rapide. Ainsi, le connecteur USB Type-C permet de faire transiter une puissance de 15 watts entre le smartphone et le chargeur, avec une intensité de 3 ampères et une tension de 5 volts. On reste donc sur une charge qui ne chauffe pas trop, mais qui est bien moins rapide que les mécanismes de Qualcomm, MediaTek ou Motorola.

En outre, la norme USB 3.1 aura également enfin propulsé l’USB Power Delivery. Cette norme utilisable par tous est capable de faire varier la tension et le courant afin d’attendre une puissance maximale jusqu’à 100 W. Elle est conçue afin qu’un seul et même chargeur puisse aussi bien être utilisé pour un smartphone, en recharge rapide ou non, qu’un ordinateur portable.

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