เทคโนโลยีชาร์จไว Quick Charge ต่างจาก USB Power Delivery (PD) อย่างไร ?

Quick Charge และ USB Power Delivery (PD) คืออะไร ? ต่างกันอย่างไร ?

ด้วยความที่การใช้งานสมาร์ทโฟน (Smartphone) แล็ปท็อป หรือ โน้ตบุ๊ค (Laptop or Notebook) หรือแม้แต่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่มีการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ มีความต้องการเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ถึงแม้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะมีการพัฒนาความจุของแบตเตอรี่ให้สูงกว่าแต่ก่อน แต่ด้วยการที่เราใช้งานมันอย่างหนักหน่วง ทำให้เราต้องชาร์จมันทุกวันอยู่ดี

ซึ่งก็มีการคิดค้นเทคโนโลยีที่ช่วยให้การชาร์จแบตเตอรี่ทำได้อย่างรวดเร็วออกมามากมาย เช่น Flash charge, Adaptive Fast Charging, VOOC ฯลฯ แต่มาตรฐานที่ถูกใช้งานบ่อยที่สุดในขณะนี้ (ปี ค.ศ. 2020 (พ.ศ. 2563) ก็คงต้องพูดถึงเทคโนโลยี Quick Charge ของ Qualcomm และ USB Power Delivery (USB-PD) จาก USB Implementers Forum หรือเรียกสั้นๆ ว่า USB-IF (กลุ่มผู้พัฒนามาตรฐาน USB)

ทั้งสองมาตรฐานนี้ มีความแตกต่างกันอย่างไร มาหาคำตอบกันหน่อยดีกว่า

เกร็ดความรู้ : หลักการในการเร่งความเร็วในการชาร์จพลังงานให้แบตเตอรี่ จะใช้วิธีการเพิ่มกำลังวัตต์ให้สูงขึ้น

เทคโนโลยีชาร์จไว (Quick Charge Technology) คืออะไร ?

Quick Charge เป็นเทคโนโลยีจาก Qualcomm ที่มันได้รับความนิยมสูงก็เพราะว่าสมาร์ทโฟน Android ส่วนใหญ่ก็ใช้ชิป Snapdragon ของ Qualcomm กันอยู่แล้วนั่นเอง จากเหตุผลดังกล่าวทำให้ Quick Charge จึงจำกัดวงในการใช้งานอยู่แค่ในสมาร์ทโฟน และแท็บเล็ตเท่านั้น

มาตรฐานของ Quick Charge ปัจจุบันนี้จะมีอยู่ 6 เวอร์ชันหลักๆ คือ Quick Charge 2.0, 3, 3+, 4, 4+ และล่าสุดที่เพิ่งเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม ค.ศ. 2020 (พ.ศ. 2563) ที่ผ่าน Quick Charge 5

เดิมที Quick Charge จ่ายไฟได้แค่ 10W แต่ก็มีการพัฒนามาเรื่อยๆ เป็น 18W ในเวอร์ชัน 3.0 และ 27W ในเวอร์ชัน 4.0 ถือว่าสูงแล้วสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่ขนาดไม่ใหญ่โตมากอย่างสมาร์ทโฟน ข้อจำกัดของมัน คือ ต้องใช้ชิป Qualcomm ในการทำงานด้วย

อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ Quick Charge 4 เป็นต้นมา ได้มีการเปลี่ยนตัว Proprietary charge negotiation protocol มาใช้มาตรฐานเดียวกับ USB-PD ทำให้รองรับการใช้ร่วมงาน และใน Quick Charge 5 ได้เพิ่มการรองรับกำลังไฟเป็น 100W เทียบเท่ากับ USB-PD ด้วย

ภาพจาก https://www.qualcomm.com/products/features/quick-charge

เทคโนโลยี USB Power Delivery (USB-PD) คืออะไร ?

USB Power Delivery (USB-PD) เป็นเทคโนโลยีจาก USB Implementers Forum (USB-IF) กลุ่มผู้พัฒนามาตรฐาน USB เองเลยโดยตรง มันสามารถทำงานได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้ชิปพิเศษในการทำงานเหมือนกับ Quick Charge (ยกเว้น Quick Charge 4 หรือใหม่กว่า) ด้านการจ่ายพลังงาน USB-PD 3.0 รองรับกำลังไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 7.5W-100W (20V/5A) แรงดันไฟฟ้าเริ่มที่ 5V ไปจนถึง 20V

ขั้นตอนการทำงานของ USB-PD ค่อนข้างเรียบง่าย ถ้าอุปกรณ์, สาย และอะแดปเตอร์รองรับ มันจะสื่อสาร และดำเนินการจ่ายไฟตามที่อุปกรณ์รองรับให้เองทันที ถ้าเราต่อ Google Pixel (รองรับ 18W) เข้ากับอะแดปเตอร์ 45W มันก็จะจ่ายไฟไปยังสมาร์ทโฟนแค่ 18W เท่านั้น แต่ถ้าเราเอา MacBook Air (รองรับ 45W) มาต่อด้วยสาย และอะแดปเตอร์ชุดเดิม มันก็จะจ่ายไฟให้ 45W เต็มกำลัง

ภาพจาก https://www.usb.org/sites/default/files/D2T2-1%20-%20USB%20Power%20Delivery.pdf

Quick Charge กับ USB-PD ต่างกันอย่างไร ?

Quick Charge ของ Qualcomm จัดเป็นผู้บุกเบิกเทคโนโลยีชาร์จเร็วรายแรกในวงการสมาร์ทโฟน และสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ก็รองรับเทคโนโลยีนี้ เป้าหมายหลักจึงอยู่ที่การใช้งานบนสมาร์ทโฟนเป็นหลัก

ส่วน USB-PD พัฒนาโดย USB IF มีเป้าหมายที่ต้องการให้สามารถใช้งานได้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดไม่ได้จำกัดแค่บนสมาร์ทโฟนเท่านั้น 

อย่างไรก็ตาม สมาร์ทโฟนในปัจจุบัน มักจะผลิตมาให้รองรับการใช้งานได้คู่อยู่แล้ว

ทำไม Quick Charge รองรับ USB-PD ?

ในย่อหน้าข้างต้น เราได้กล่าวว่าตั้งแต่ Quick Charge 4 เป็นต้นมา ทาง Qualcomm ได้ปรับปรุงให้มันทำงานร่วมกับเทคโนโลยี USB-PD ด้วย เรื่องนี้มีประเด็นที่น่าสนใจ

ต้องยอมรับว่า ปัจจุบันนี้พอร์ต USB-C เป็นพอร์ตที่ครอบจักรวาลมาก ทั้งสมาร์ทโฟน (ยกเว้น iPhone) และโน้ตบุ๊คสามารถชาร์จพลังงานให้แบตเตอรี่ด้วยพอร์ตชนิดนี้ได้ เราสามารถเอาโทรศัพท์ที่พอร์ต USB-C ไปเสียบชาร์จกับอะแดปเตอร์ของโน้ตบุ๊คได้ อย่างไรก็ตาม ด้วยความที่ของทั้งสองอย่างนี้ใช้มาตรฐาน Quick Charge คนละชนิดกัน มันจึงชาร์จได้เฉยๆ แต่ไม่สามารถใช้คุณสมบัติชาร์จเร็วได้

คุณสมบัติชาร์จเร็วบนสมาร์ทโฟนครองตลอดโดย Qualcomm เพราะสมาร์ทโฟนส่วนใหญ่ใช้ชิป Snapdragon แต่เพราะ Qualcomm ไม่ทำตลาดโน้ตบุ๊ค ทำให้โน้ตบุ๊คที่รองรับการชาร์จแบตเตอรี่ด้วย USB-C ไม่ว่าจะ Apple , Google หรือค่ายไหนก็ตาม เลือกใช้เทคโนโลยีชาร์จเร็ว USB Power Delivery (USB-PD) แทน

ในด้านคุณสมบัติแล้ว ไม่มีใครดีกว่าใคร แม้มันจะใช้งานร่วมกันได้ แต่ผู้ใช้ก็จะได้รับความเร็วในการชาร์จขั้นพื้นฐานเท่านั้น เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว Google ได้ออกโรง โดยได้ระบุลงไปในเอกสารนิยามความเข้ากันได้ของระบบปฏิบัติการแอนดรอยด์ (Android Compatibility Definition Document (CDD)) ที่ผู้ผลิตสมาร์ทโฟน Android ต้องปฏิบัติตาม เริ่มตั้งแต่ Android 7.0 เป็นต้นไป ว่า

สำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ Type-C เราขอแนะนำเป็นอย่างยิ่งว่าไม่ควรสนับสนุนวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ที่มีการเปลี่ยนค่า Vbus voltage ให้สูงกว่าค่าเริ่มต้น หรือหน้าที่ของ Sink/source การทำเช่นนั้นอาจส่งผลให้เกิดปัญหากับที่ชาร์จ หรือตัวอุปกรณ์ที่เป็นมาตรฐาน USB Power Delivery

ในขณะที่เราใช้คำว่า "แนะนำเป็นอย่างยิ่ง" ในอนาคต ระบบปฎิบัติการ Android  ทั้งหมดอาจถูกบังคับให้รองรับการใช้งานร่วมกับที่ชาร์จมาตรฐาน USB-C 

"การชาร์จแบตเตอรี่ที่มีการเปลี่ยนค่า Vbus voltage" ที่ Google อ้างถึงนี้ หมายถึงวิธีการชาร์จเร็วของ Qualcomm นั่นเอง ส่วน "ที่ชาร์จมาตรฐาน USB-C" ก็หมายถึงความต้องการของ Google ที่ให้การสนับสนุน USB-PD นั่นเอง

นั่นเป็นเหตุผลให้ Qualcomm ปรับปรุงให้ระบบ Quick Charge ของตนเอง สามารถใช้งานร่วมกับ USB Power Delivery ได้นั่นเอง

ภาพจาก https://source.android.com/compatibility/7.0/android-7.0-cdd

Quick Charge กับ USB-PD อันไหนชาร์จเร็วกว่ากัน ?

ขอพูดถึงแค่บนสมาร์ทโฟนเท่านั้นสำหรับประเด็นนี้ เพราะ Quick Charge ก็เห็นแค่ในสมาร์ทโฟนเท่านั้น

จากการทดสอบพบว่า เทคโนโลยี Qualcomm Quick Charge สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้เต็มเร็วกว่า USB Power Delivery แต่ก็เร็วกว่าไม่กี่นาทีเท่านั้น

ภาพจาก https://mobileaccessories.ventev.com/learn/best_charging_pixel2xl/

ใครจะซื้ออะแดปเตอร์ตอนนี้ แล้วลังเลไม่รู้ว่าควรซื้อแบบไหนดี คำตอบง่ายมาก ตอนนี้อะแดปเตอร์ที่รองรับการชาร์จทั้ง USB-PD และ Quick Charge ภายในอันเดียว มีให้เลือกซื้อแล้ว แม้จะมีราคาค่อนข้างสูงกว่าปกติ แต่ก็ไม่มาก ดังนั้นไม่ต้องคิดเยอะ ใช้เงินแก้ปัญหาซื้อแบบที่รองรับทั้งสองเทคโนโลยีมาใช้ไปเลย ทีเดียวจบ