PD & QC erklärt – Vollständiger technischer Leitfaden zum Schnellladen

Moderne Smartphones, Tablets, Laptops und Powerbanks mit Schnellladefunktion basieren auf intelligenten Stromprotokollen, die Spannung und Stromstärke zwischen Adapter und Gerät aushandeln. Zwei Technologiefamilien dominieren diese Diskussion heute: USB-Stromversorgung (PD) – der Industriestandard, der über USB-C läuft – und Qualcomm Quick Charge (QC) – eine weit verbreitete, anbietergesteuerte Familie von Schnelllademethoden, die sich von frühen Spannungsauslösetricks zu PD-kompatiblen Systemen entwickelt haben.

In diesem Artikel wird jedes Protokoll einzeln erläutert: Was es tut, wie es auf Protokollebene funktioniert, die Leistungsbereiche und Implementierungsdetails sowie die praktischen Hinweise, die Käufer bei der Auswahl eines PD-Ladegeräts oder eines QC-Ladegerät-fähigen Zubehörs berücksichtigen sollten.

USB Power Delivery (PD) – tiefer technischer Block

Was bedeutet „PD“ eigentlich?

USB-Stromversorgung (PD) ist das standardisierte Power-Negotiation-Protokoll des USB Implementers Forum, das über das USB-C-Anschluss. PD definiert eine Richtlinien-Engine und einen Nachrichtensatz, mit dem sich eine Stromquelle (das Ladegerät) und eine Senke (das Gerät) auf einen elektrischen „Vertrag“ – Spannung, Strom und Rolle – einigen können, sodass ein einzelner Port Telefone, Tablets und sogar Laptop-Geräte sicher mit Strom versorgen kann. PD-Versionen haben sich weiterentwickelt: PD 2.0/3.0 standardisierte flexible Profile und PPS; PD 3.1 fügte einen erweiterten Leistungsbereich (EPR) hinzu, der bis zu 240 W über entsprechend spezifizierte Kabel und Anschlüsse ermöglicht.

Wenn Sie sich fragen, was ein PD-Ladegerät im Wesentlichen bedeutet, denken Sie an PD als „einen ausgehandelten Stromvertrag über USB-C“ – nicht an einen festen Stromblock. Dieser ausgehandelte Vertrag unterscheidet ein generisches „Ladegerät“ von einem echtes PD USB-C-Ladegerät.

Wie funktioniert die PD-Verhandlung auf Protokollebene?

PD verwendet den USB-C-Konfigurationskanal (CC) für die In-Band-Stromsignalisierung. Die High-Level-Sequenz lautet:

Entdeckung – Wenn ein Kabel angeschlossen ist, erkennen Quelle und Senke Verbindung und Rollen durch CC-Leitungswiderstände und Pull-Terme.

Quellfunktionen – Das Ladegerät sendet eine oder mehrere Fähigkeitsmeldungen, die die verfügbaren Spannungs-/Stromoptionen beschreiben (feste Versorgungen und PPS-Bereiche).

Anfrage – Die Senke wertet die Fähigkeiten aus und sendet ein explizites Request Data Object (RDO), das eine bestimmte Spannungs-/Stromkombination anfordert.

Akzeptieren / Stromversorgung bereit – Die Quelle akzeptiert und überführt ihren VBUS auf das vereinbarte Niveau. Wenn dieser stabil ist, signalisiert sie „Power_Ready“ und der Ladevorgang beginnt.

Vertragspflege / Neuverhandlung – Jede Seite kann später neue Stufen anfordern (Beispiel: Ein Gerät fordert bei starker Beanspruchung eine höhere Leistung an).

Diese Nachrichten werden als PD-Protokollrahmen implementiert, die über die CC-Leitung übertragen werden; PD-Controller (Chips) implementieren die PD-Richtlinien-Engine und das Timing.

Welche Leistungsbereiche und Versorgungsmodelle definiert PD heute?

PD unterstützte klassisch bis zu 100 W über den 20 V / 5 A USB-C-Modus. PD 3.1 führte Extended Power Range (EPR) ein, um höhere Spannungen (z. B. 28 V, 36 V, 48 V) und bis zu 240 W (48 V bei 5 A) bei Verwendung mit EPR-zertifizierten, voll ausgestatteten USB-C-Kabel und Anschlüsse. In der Praxis werden Sie sehen:

Standard-PD (alt): gängige feste Schienen wie 5 V, 9 V, 15 V, 20 V (bis zu 100 W insgesamt).

PPS (Programmable Power Supply)-Bereiche innerhalb von PD: ermöglicht feinkörnige programmierbare Spannungen innerhalb eines angegebenen Fensters (siehe unten).

EPR (PD 3.1): höhere feste Spannungen, die es Laptop-OEMs ermöglichen, von Hohlsteckern wegzukommen und auf die Versorgung mit bis zu 240 W über ein einzelnes Kabel umzusteigen. Käufer sollten sowohl die Nennwerte des Adapters als auch des Kabels prüfen, bevor sie davon ausgehen, dass sie EPR-Strom erhalten.

Was ist PPS (Programmable Power Supply) und warum ist es wichtig?

PPS ist eine optionale PD-Funktion, die es der Senke ermöglicht, kleine, schrittweise Änderungen an der Quellenspannung und dem Quellenstrom anzufordern, um die Ladeeffizienz zu optimieren und die Wärmeableitung zu reduzieren. Die praktische Funktionsweise:

Die Senke fordert eine Zielspannung und einen Zielstrom innerhalb eines PPS-Fensters an; die Quelle passt den DC-DC-Wandler auf genau diesen Punkt an.

Die PD/PPS-Spezifikation definiert feine Schritte (Spannungsschritte in der Größenordnung von ~20 mV und Stromschritte üblicherweise ~50 mA), sodass das Ladegerät einen nahezu kontinuierlichen Bereich anstelle von diskreten festen Schienen darstellen kann.

Da das Ladegerät eine bessere Übereinstimmung mit der bevorzugten Ladespannung des Akkus erzeugt, sinken die internen Verluste des Geräts bei der Abwärtswandlung, was die Wärmeentwicklung sowohl am Telefon als auch am Ladegerät verringert und häufig ein schnelleres, anhaltendes Laden ermöglicht.

Für viele moderne Telefone, die mit "Schnellladen,“ werden Sie in der Praxis bessere Dauergeschwindigkeiten erzielen, wenn der Adapter PPS unterstützt, als wenn das Gerät zwischen festen Spannungen hin- und herspringen muss.

Welche realen Geräte und Anwendungsfälle sollten unter Berücksichtigung der PD entwickelt werden?

USB Power Delivery ist die erste Wahl, wenn Sie sowohl Universalität als auch höhere Leistung benötigen. Zu den häufigsten Anwendungsfällen gehören:

Smartphones Die meisten modernen Telefone unterstützen mittlerweile zumindest ein gewisses Maß an PD-Schnellladen. Mit dem richtigen Schnellladegerät lädt Ihr Telefon schneller.

Laptops und mobile Workstations – Moderne PD-Ladegeräte mit Extended Power Range (EPR) können 100 W oder mehr liefern und ersetzen sperrige proprietäre Hohlstecker.

Tablets und Handheld-Spielkonsolen — Geräte wie der Nintendo Switch verbrauchen mehr Strom als ein Telefon, was USB-C PD-Ladegeräte der Standard für reibungslose Leistung.

Mehrfachladegeräte und Dockingstationen – Diese müssen Strom auf mehrere Geräte gleichzeitig verteilen. PD ermöglicht ihnen, jedem Port mehrere zehn Watt intelligent zuzuweisen.

Schnelllade-Powerbanks – Viele tragbare Akkus unterstützen jetzt PD, um nicht nur Laptops und Tablets aufzuladen, sondern sich auch mit hoher Geschwindigkeit selbst aufzuladen.

Kurz gesagt: Wenn Ihr Gerät oder Zubehör für mehr als nur das Aufladen auf Telefonebene konzipiert ist, ist die Konstruktion mit PD – mit der Auswahl der richtigen Kabel und Anschlüsse – die sicherste technische Entscheidung auf lange Sicht.

Qualcomm Quick Charge (QC) – Tiefer technischer Block

Was ist Qualcomm Quick Charge und warum wurde es entwickelt?

Qualcomm Quick Charge (QC) ist eine Familie proprietärer Schnellladetechnologien, die Qualcomm ab den 2010er Jahren entwickelte, um die Akkuladezeiten von Smartphones mit Qualcomm-SoCs zu verkürzen. Frühe QC-Versionen nutzten höhere Ausgangsspannungen des Ladegeräts, um Strom zu liefern, ohne dickere Kabelleiter zu benötigen; spätere Generationen führten Intelligent Negotiation (INOV) ein und strebten dann die Kompatibilität mit USB-PD und PPS an. Das Ziel von QC war immer dasselbe: die gelieferte Wattzahl sicher zu erhöhen und gleichzeitig den Akku zu schonen und die Gerätewärme zu begrenzen. Qualcomms Quick Charge-Roadmap umfasst QC1 → QC2 → QC3 → QC4 / QC4+ → QC5, wobei jede Generation die Granularität, Effizienz und (später) PD-Kompatibilität erhöht.

Wie verhandelt Quick Charge die Stromversorgung?

Quick Charge nutzte während seiner gesamten Lebensdauer unterschiedliche Signalmechanismen:

QC 1.0/2.0 verwendete Spannungspegel, die auf den Datenleitungen des Ladegeräts geltend gemacht wurden, oder einfachere Handshake-Muster, um zwischen einer kleinen Menge fester Spannungen auszuwählen (z. B. 5 V, 9 V, 12 V, 20 V, je nach Implementierung).

Mit QC 3.0 wurde INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage) eingeführt – eine geräteinitiierte Aushandlung, die das Ladegerät nach einer „optimalen“ Spannung innerhalb eines weiten Bereichs fragt. Dadurch ist es möglich, Spannungen in 200-mV-Schritten auszuwählen, sodass Gerät und Ladegerät Umwandlungsverluste reduzieren können.

QC 4 / QC4+ haben begonnen, Quick Charge an USB-PD-Konzepte anzupassen (Unterstützung von PD- und PPS-Verhalten auf USB-C unter Beibehaltung der Qualcomm-spezifischen Sicherheits-/Wärmefunktionen).

QC 5 ist auf sehr hohe Leistung und plattformübergreifende Kompatibilität mit PD/PPS ausgelegt und ermöglicht Mehrzellen- oder Split-Voltage-Strategien für mobiles Laden mit >100 W.

Hinweise zur Implementierung: Frühe QC-Versionen wurden über D+/D− (Datenpins) oder mit Lade-ICs ausgehandelt, während neuere QC-Versionen über USB-C und verwenden Sie Messaging im PD/PPS-Stil oder Hybridsignalisierung.

Wie implementieren Ladegeräte und Geräte QC-Protokolle?

Die Umsetzung erfolgt an zwei Fronten:

Ladegerätseite

Das Ladegerät enthält einen PD/QC-Controller oder einen dedizierten QC-Abwärts-/Aufwärtsregler, der seinen VBUS auf die vom Gerät benötigten Spannungen einstellen kann. Bei QC2/QC3 bedeutete dies häufig einen Lade-IC, der D+/D−-Trigger interpretiert und den Schaltregler steuert. Bei QC4/QC5 und modernen USB-C-Geräten unterstützen Lade-PMICs PD/PPS-Messaging und QC-Handshake-Fallbacks.

Hochleistungsladegeräte Dazu gehören dynamische Strommessung, thermische Überwachung und Schutz (OVP, OCP, OTP) sowie Firmware, die Spannungsübergänge reibungslos sequenziert, um eine Überlastung der Batterie zu vermeiden.

Geräteseite

Geräte-PMICs (häufig in Qualcomm-SoC-Referenzdesigns integriert) implementieren den QC-Client-Stack: Sie fordern Spannungsschritte an, überwachen Batterieparameter und begrenzen Ladeströme, wenn Temperatur- oder SOC-Einschränkungen dies erfordern. INOV in QC3.0 ist ein geräteseitiger Algorithmus, der aktiv nach dem besten Spannungspunkt sucht, um die interne Verlustleistung zu reduzieren.

Auch Kabel und Stecker spielen eine Rolle: Frühere QC-Geräte liefen auf USB-A/Micro-B- oder USB-A/USB-C-Setups und waren auf die Eignung der Kabel angewiesen; moderne QC4+/QC5 verwenden USB-C und müssen bei Verwendung hoher Spannungen die Kabelstromstärken oder EPR-Anforderungen einhalten.

Welche Geräte und Zubehörteile verwenden üblicherweise QC?

In der Vergangenheit wurde Quick Charge im Android-Ökosystem – insbesondere auf Telefonen mit Qualcomm Snapdragon-SoCs – und auf Zubehörmärkten weithin angenommen:

Smartphones: viele Snapdragon-basierte Modelle wurden mit QC2/3-Unterstützung ausgeliefert (spätere Telefone wechselten zu PD/PPS oder QC4+).

Wand & Autoladegeräte: Da QC-Signale kostengünstig implementiert werden können, erfreuen sich preiswerte QC2/3-Ladegeräte zunehmender Beliebtheit.

Powerbanks: sowohl Eingangs- als auch Ausgangsseite vieler Powerbanks Implementieren Sie Quick Charge (damit Sie die Bank schnell aufladen und die Bank zum Schnellladen eines QC-Telefons verwenden können). Aus diesem Grund werden Sie häufig Hybridprodukte sehen, die mit „PD in / QC out“ oder Ähnlichem werben.

Notiz: Geräte-OEMs können das Laden aus thermischen Gründen oder aus Gründen der Langlebigkeit drosseln, sodass ein QC-fähiges Telefon bei starker Beanspruchung möglicherweise immer noch die Spitzenwattzahl begrenzt.

Welche praktischen Empfehlungen gibt es für Käufer?

Hier finden Sie klare, umsetzbare Empfehlungen, die Sie beim Kauf von Ladegeräten, Kabeln und Powerbanks mit Schnellladefunktion verwenden können.

1) Passen Sie zuerst das Protokoll an das Gerät an

Überprüfen Sie die Dokumentation Ihres Geräts: Wird PD, PD mit PPS oder Quick Charge als unterstützt aufgeführt? Wenn Ihr Telefon ausdrücklich mit QC-Unterstützung wirbt, bietet ein QC 3.0-Ladegerät oder ein neuerer QC-kompatibler Adapter die beste Leistung für dieses Gerät. Wenn Ihr Gerät PD oder PPS auflistet, bevorzugen Sie ein USB-C PD-Ladegerät oder ein PD-fähige Powerbank(Die endgültige Dauergeschwindigkeit wird weiterhin von der Gerätefirmware und den Wärmerichtlinien des OEM bestimmt.)

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2) Wählen Sie für die größtmögliche Kompatibilität USB-C PD (wenn möglich mit PPS).

Ein PD-Ladegerät (insbesondere ein zertifiziertes PD-USB-C-Ladegerät mit PPS-Unterstützung) eignet sich für iPhones, Android-Flaggschiffe, Tablets und viele Laptops – und ist zukunftssicher und markenübergreifend kompatibel. Wenn Sie nur ein Ladegerät kaufen können, ist ein PD-zertifiziertes Multiport-USB-C-Modell mit PPS-Unterstützung die flexibelste Wahl. Überprüfen Sie bei Laptop-Anforderungen die PD 3.1/EPR-Angaben und die Kabelspezifikation, bevor Sie von einer hohen Ausgangsleistung ausgehen.

3) Kabel nicht vergessen: Nennkabel + E-Marker sind bei hoher Wattzahl wichtig

Wenn Sie EPR oder eine Leistung über 60 W dauerhaft nutzen möchten, benötigen Sie eine voll ausgestattetes USB-C-Kabel mit der richtigen E-Kennzeichnung und Stromstärke (z. B. ein 5-A-E-Kennzeichnungskabel für die höchsten Schienen). Billige Standardkabel können die Stromübertragung einschränken und zu Erwärmung führen. Zertifizierungen und seriöse Anbieter wie INIU Hilfe hier.

4) Für reine Telefonnutzer, die die günstigste Schnellladung wünschen

Wenn Sie ein Qualcomm-basiertes Telefon mit Quick Charge-Unterstützung besitzen, ermöglicht Ihnen ein QC 3.0-Ladegerät oder ein QC4+-Block schnelles Aufladen zu einem wettbewerbsfähigen Preis.

5) Bei Powerbanks: Eingangs- und Ausgangsprotokolle prüfen

Eine echte Schnelllade-Powerbank sollte einen schnellen Eingang (damit die Bank selbst schnell aufgeladen wird) und einen schnellen Ausgang zum Laden von Geräten unterstützen. Suchen Sie nach Powerbanks, die mit PD-Eingang/Ausgang und/oder QC-Eingang/Ausgang werben (wie z. B. INIU P50-E1) und überprüfen Sie die Wattzahl pro Port (einige Banken kombinieren Ports, sodass die Spitzenwattzahl auf sie verteilt wird).

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6) Sicherheit geht vor: Bevorzugen Sie zertifizierte Ladegeräte und renommierte Marken

Überspannungs-, Überstrom- und Überhitzungsschutz sind unerlässlich. Kaufen Sie Ladegeräte mit anerkannten Zertifizierungen (CE, UL usw.) und vermeiden Sie billige, markenlose Ladegeräte, die über keine der erforderlichen Schutzfunktionen verfügen. INIU legt großen Wert auf die Ladesicherheit. INIUDie Produkte von haben mehrere Sicherheitszertifizierungen erhalten und sind bestrebt, mehrere Schutzsysteme zu entwickeln, um die Ladesicherheit der Verbraucher zu gewährleisten.

Fazit

PD und QC haben unterschiedliche Ausgangspunkte, verfolgen aber dasselbe Ziel: Energie schnell, sicher und mit minimaler Wärmeentwicklung in eine Batterie zu leiten. PD (USB-C Power Delivery) ist heute der Industriestandard für Skalierbarkeit (von winzigen Wearables bis hin zu Laptop-Stromversorgung) und verfügt über explizite Mechanismen – PPS und EPR –, um Effizienz und höhere Wattzahlen in Einklang zu bringen (der EPR von PD 3.1 ermöglicht bis zu 240 W, wenn Kabel und Stecker dafür ausgelegt sind).

Quick Charge (QC) ist die Familie der Schnellladetechnologien von Qualcomm. INOV von QC3.0 ermöglichte eine deutlich feinere Spannungsauswahl (200-mV-Schritte) und verbesserte so die Effizienz vieler Telefone. Spätere QC-Generationen orientieren sich an PD/PPS-Modellen, und QC5 zielt auf eine sehr hohe mobile Leistung mit PD-Kompatibilität ab.

Kurz gesagt: QC hat in der Vergangenheit die Leistung der Qualcomm-Plattform optimiert, während PD sich auf markenübergreifende Universalität und höhere Gesamtleistung konzentriert. Wenn Sie die oben genannten Kenntnisse verstehen, können Sie die Prinzipien des Schnellladens besser verstehen und fundiertere Entscheidungen über Ladegeräte treffen.