Cómo funciona la carga rápida y cuáles son los estándares más comunes

Con los avances en la tecnología, la evolución de los celulares nos trae cada vez dispositivos con mejores funciones. De todas las características deseables, la que menos se había transformado es la capacidad de la batería, pero a cambio han llegado nuevos estándares para cargar dispositivos en menos tiempo. Para explicar estas funciones, te explicaremos cómo funciona la carga rápida de una manera sencilla y entendible.

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Los estándares de carga son una combinación complicada de química y física, y cada uno tiene sus propios conjuntos de limitaciones, y la incompatibilidad también es un problema. Para empeorar las cosas, los fabricantes de celulares tienden a colocar etiquetas confusas en su tecnología de carga.

Nuestra guía de los estándares de carga inalámbrica más populares del mercado los desglosa en su nivel más básico. Aquí encontrarás todo lo que necesitas saber sobre la carga rápida adaptable de Samsung, USB-PD, Quick Charge de Qualcomm, la carga Warp de OnePlus y más.

Lo básico

Cómo funciona la carga rápida

Antes de sumergirnos en la maleza, comencemos con los fundamentos. Todos los celulares tienen una batería y todas las baterías suministran energía más o menos de la misma manera.

Las celdas que constan de dos electrodos (uno positivo y otro negativo) y un electrolito catalizan reacciones que convierten los compuestos en nuevas sustancias. Con el tiempo, se forman los iones (átomos con muy pocos o demasiados electrones), conduciendo un flujo de electrones a la terminal externa negativa de la batería y suministrando a tu celular una carga eléctrica.

En las baterías no recargables, esas reacciones químicas ocurren solo una vez. Pero en las baterías recargables de iones de litio que alimentan a los celulares, las reacciones son reversibles. Cuando la batería se descarga, la reacción química produce electricidad y cuando la batería se recarga, las reacciones químicas absorben energía.

Carga rápida

Ya establecimos cómo se cargan y descargan las baterías, pero para comprender qué tan rápido funciona la carga, debes saber un poco sobre algo llamado controlador de carga, el cual es un circuito integrado (CI) especializado en esa función.

Una nota rápida al margen: Dado que nos referiremos a voltios, amperios y watts en el curso de nuestra discusión, aquí hay un repaso. Los voltios son una medida de voltaje, los amperios son una medida de corriente y los watts son una medida de potencia eléctrica.

Una analogía común es una manguera de jardín: los voltios equivalen a la presión del agua en la manguera; la corriente es equivalente al caudal; los watts son el equivalente al volumen de la pulverización de la boquilla. Los watts, entonces, son el producto de voltios y amperios: voltios (V) por amperios (A) es igual a watts (W).

Las baterías de los celulares se cargan cuando pasa una corriente a través de ellas. Una corriente mayor y voltajes más altos cargan las baterías más rápido, pero hay un límite en lo que pueden tolerar. El controlador de carga (CI) protege contra picos de corriente peligrosos.

El chip controlador regula el flujo general de electricidad que entra y sale de la batería. En términos generales, los controladores de iones de litio definen la corriente (en amperios) a la que se carga la batería midiendo la corriente y el voltaje de la celda de la batería y luego ajustando la corriente que fluye hacia adentro.

Algunos usan un convertidor de CD a CD (corriente directa o continua) para cambiar el voltaje de entrada, y los circuitos integrados más sofisticados ajustan la resistencia entre la entrada del cargador y la terminal de la batería para aumentar o disminuir el flujo de corriente.

La cantidad de corriente que procesa el controlador de carga generalmente la dicta el software del celular.

Estándares de carga USB

A menos que todavía estés usando una Palm Pilot de principios de los 90, es probable que tu celular se recargue a través de un cable USB. Hay una muy buena razón: además del hecho de que los cables USB son relativamente fáciles de encontrar en estos días, el USB tiene un estándar de carga realmente sólido y bien definido llamado Especificación de suministro de energía USB (USB-PD).

El USB Implementers Forum especifica varios tipos, uno para cada especificación USB correspondiente: USB 1.0, 2.0, 3.0/3.1/3.2 y USB4. Las primeras versiones (USB 1.0 y 2.0) son cada vez más raras e incompatibles con nuestros celulares modernos. De forma predeterminada, los puertos USB 3.0 entregan 5 V/0.9 A (4.5 W).

Pero al actualizar a la conexión física USB-C y USB 3.1 (y versiones posteriores), USB-PD puede convertirse en un asunto completamente diferente. Es técnicamente capaz de llevar la especificación USB 2.0, pero la mayoría de los fabricantes optan por los últimos estándares como USB 3.2 o USB4, que potencialmente pueden entregar un voltaje mucho más alto.

Estos dos estándares permiten que los dispositivos aprovechen la especificación USB-PD que, a partir de la versión 3.1, tiene una salida de potencia máxima de carga de 48 V (240 W), aunque los dispositivos tienden a quedarse con la versión de 20 V/5 A (100 W) por el momento.

Los celulares aún no consumen tanta energía; los fabricantes suelen optar por un amperaje más bajo (como de 3 A), pero es una bendición para las portátiles USB-C como la MacBook Pro y la Google Chromebook Pixel.

Lo que complica un poco las cosas es la “Especificación de carga de la batería”, que se ocupa únicamente de la energía extraída de un puerto USB para la carga. La especificación más reciente, la revisión 1.2, define tres fuentes diferentes de energía: puerto descendente estándar (SDP), puerto descendente de carga (CDP) y puerto de carga dedicado (DCP). La especificación en celulares modernos, computadoras portátiles y otro hardware (CDP), puede suministrar hasta 1.5 A.

Los celulares y cargadores totalmente compatibles respetan los límites de USB 2.0 y BC1.2, pero no todos los teléfonos y cargadores son compatibles. Por eso, en términos generales, los celulares siempre tienen la velocidad de carga más baja de forma predeterminada.

Sin embargo, las especificaciones del USB son más pautas que dictum. Los estándares de carga rápida como Quick Charge de Qualcomm y Adaptive Fast Charging de Samsung pueden exceder los parámetros de voltaje de la especificación USB, pero a propósito; por eso tu teléfono puede recargarse en minutos en lugar de horas.

Estándares de carga rápida: ¿cuál es la diferencia?

USB-PD solo proporciona la energía que necesita el dispositivo, por lo que el mismo cargador USB-PD podría cargar un celular a la máxima velocidad, pero luego también cargar una computadora portátil de la misma forma.

Los diferentes fabricantes emplean el estándar USB-PD de manera diferente. Así es como lo usan Apple y Google, por ejemplo.

Apple carga rápida a través de USB-PD

Ventaja

• USB-PD, un estándar de la industria, funciona con un número creciente de dispositivos.

Desventaja

• Tendrás que desembolsar algunos dólares para aprovecharla: Apple no incluye cargadores compatibles con USB-PD en la caja de muchos de sus celulares.

El estándar USB Power Delivery (USB-PD) fue desarrollado por el USB Implementers Forum (USB-IF) y es un estándar que cualquier fabricante puede usar en cualquier dispositivo con un puerto USB.

Es capaz de entregar hasta 100 W, por lo que es adecuado para usar con todo tipo de dispositivos más allá de los celulares, incluidas algunas computadoras portátiles, siempre que tengan un puerto USB-C.

USB-PD también ofrece otros beneficios. La dirección de la alimentación no es fija, por lo que encontrarás cargadores de baterías portátiles, por ejemplo, que cuentan con un puerto USB-C que se puede utilizar tanto para cargar otro dispositivo como para cargar la propia batería.

Los iPhone de Apple, desde el iPhone 8 hasta el iPhone 12, implementan USB-PD, el mismo estándar de la industria utilizado por la iPad Pro, la MacBook de 12 pulgadas, la Chromebook Pixel de Google y la X1 Carbon de Lenovo. La intercompatibilidad es su mayor ventaja: USB-PD no requiere cables especiales ni adaptadores de pared.

Salidas, cables y adaptadores compatibles

Tendrás que desembolsar para adquirir accesorios si deseas aprovechar la compatibilidad USB-PD del iPhone porque Apple no incluye cables o adaptadores USB-C en las cajas del iPhone hasta hace poco. También deberás comprar un cable Lightning a USB-C que admita USB-PD; si usas un cable Lightning estándar con un adaptador USB-C a USB-A, el cargador tendrá el wataje más bajo de forma predeterminada.

Esto es lo que recomienda Apple:

• Adaptador de corriente USB-C Apple de 18 W, 20 W, 29 W, 30 W, 61 W, 87 W o 96 W.
• Un adaptador de corriente USB-C de terceros comparable que admita USB Power Delivery (USB-PD).

Velocidad de carga

Independientemente del cargador USB-C que compres, tendrá que soportar límites de seguridad codificados en tu iPhone. La carga rápida se activa cuando la capacidad está entre 0 y 79 por ciento, pero se detiene cuando alcanza el 80 por ciento.

Si no te importa gastar unos dólares adicionales para comprar accesorios, obtendrás una carga mucho más rápida de lo que lo harías de otra manera. Los iPhone de carga rápida pueden cargarse del 0 al 50 por ciento en 30 minutos usando USB-PD.

Google carga rápida a través de USB-PD

Ventajas

• El mismo kit USB-PD funcionará con varios dispositivos.
• Google proporciona un cable y un cargador de carga rápida en la caja.

Desventaja

• Las velocidades máximas no son tan rápidas como ofrecen otros fabricantes.

Todos los teléfonos Google Pixel, desde el original hasta el Pixel 4a, son capaces de cargar rápidamente por cable hasta 18 W utilizando el estándar USB-PD. No requiere cargadores ni cables especiales.

Salidas, cables y adaptadores compatibles

Puedes usar el cargador y el cable de la caja con tu celular Pixel para disfrutar de la máxima velocidad de carga. Si optas por accesorios de terceros, utiliza cualquier USB-C con cables y adaptadores de alimentación USB 2.0. Si usas un cable USB-C a USB-A, cargará tu Pixel más lentamente, independientemente del adaptador de corriente al que se conecte.

Velocidad de carga

Un celular Pixel puede cargarse rápidamente desde cero hasta alrededor de 80 por ciento, pero se ralentizará más allá de ese punto. Encontrarás las mismas limitaciones con la mayoría de los teléfonos.

Con el cable y el adaptador de 18 W suministrados o cualquier tercero decente con una clasificación similar o superior, puedes obtener siete horas de uso con una carga de 15 minutos.

Qualcomm Quick Charge

Ventajas

• Uno de los estándares de carga más implementados.
• Compatible con versiones anteriores de Quick Charge.
• Las características de seguridad integradas evitan el sobrecalentamiento y los cortocircuitos.

Desventaja

• Quick Charge 3.0 no es compatible con USB-PD.

El fabricante de los chips que hacen posible la Carga Rápida de Qualcomm cuenta con uno de los estándares de carga más implementados en el mercado. Eso no es un error: es una característica opcional de la tecnología de sistema en chip de Qualcomm, como Snapdragon 855, 845, 835, 820, 620, 618, 617, 430 y otros.

Es precisamente por eso por lo que funciona con celulares como el Samsung Galaxy S10, Google Pixel 3 y LG V40 ThinQ. Pero, la tecnología no está ligada a los procesadores Snapdragon de Qualcomm; cualquier fabricante de celulares es libre de licenciar la tecnología del controlador de energía de Quick Charge.

Especificaciones técnicas y adaptadores compatibles

Quick Charge logra una carga rápida al aumentar el voltaje de carga, lo que a su vez aumenta la potencia. Anunciado en julio de 2020, Quick Charge 5 es el último estándar de la serie y promete la capacidad de recargar teléfonos al 50 por ciento en cinco minutos.

Si bien el soporte actualmente está limitado a celulares recientes como el Samsung Galaxy S20, el soporte Quick Charge 4.0+ está creciendo en popularidad. Puedes encontrarlo en teléfonos como el LG G8 ThinQ, Razer Phone 2 y Xiaomi Mi Mix 3, y puede entregar hasta 27 W de potencia.

Quick Charge 4 y versiones posteriores tienen la ventaja adicional de compatibilidad con cargadores USB-PD, pero Quick Charge 3.0 y versiones anteriores solo funcionan con accesorios con certificación Quick Charge. Aun así, la ubicuidad de Quick Charge significa que hay mucho para elegir. El sitio web de Qualcomm tiene una lista parcial de las opciones más populares.

Velocidad de carga

Qualcomm afirma que Quick Charge 5 puede recargar completamente los celulares en 15 minutos y llevar un teléfono al 50 por ciento en solo cinco minutos. En nuestras pruebas, Quick Charge 4+ llevó la gran batería de 4,000 mAh del Razer Phone 2 del 18 al 90 por ciento en poco más de una hora.

Medidas de seguridad

El equilibrio térmico inteligente de Quick Charge mueve la corriente a través de la ruta más fría, y los sensores del dispositivo monitorean las temperaturas de la carcasa y el conector para evitar el sobrecalentamiento y los cortocircuitos.

Samsung Carga súper rápida y Carga rápida adaptativa

Ventajas

• Integrado en todos los dispositivos Samsung.
• Carga rápida adaptable compatible con Quick Charge 2.0 y carga súper rápida compatible con USB PD.

Contras

• Tiende a ser conservador.

La carga rápida adaptable de Samsung es exclusiva de los dispositivos Galaxy. A diferencia de Quick Charge y otros estándares rápidos de la competencia, es totalmente compatible con Exynos, el sistema en chip que se encuentra comúnmente en las variantes internacionales de los dispositivos de Samsung.

Samsung presentó la carga súper rápida con el Samsung Galaxy S10 5G. Este celular tiene una batería de 4,500 mAh y admite hasta 25 W de carga con el estándar de carga USB Power Delivery 3.0 PPS (fuente de alimentación programable).

El Samsung Galaxy Note 10 Plus alcanza velocidades aún más altas, utilizando Super Fast Charging 2.0 (al igual que los modelos posteriores, como el S20 y el Note 20). Sin embargo, para alcanzar la carga más rápida de la que es capaz, se requiere un adaptador especial con una clasificación inusual de 10 V y 4.5 A para generar 45 W, lo que significa que, también requiere un cable de 5 A.

Especificaciones técnicas y adaptadores compatibles

La carga rápida adaptable de Samsung tiene un pico teórico de 9 V/2 A (18 W), mientras que la carga súper rápida tiene un pico de 10 V/4.5 A (45 W) con un adaptador de viaje y 25 W cuando se conecta a un cargador normal.

Ambos estándares tienden a ser un poco más conservadores en la práctica. Para aprovechar las velocidades más altas de cualquiera de los dos, es necesario comprar un cargador certificado, pero la mayoría de los dispositivos Samsung admiten accesorios compatibles con Quick Charge o PPS.

Velocidad de carga

Samsung no publica los tiempos de carga para la carga rápida adaptativa o la carga súper rápida. Pero en nuestras pruebas, el Galaxy S8, que tiene una batería de 3,000 mAh, tardó unas dos horas en recargarse por completo. El Note 10 Plus tardó aproximadamente una hora en recargarse por completo con el estándar de carga súper rápida.

Medidas de seguridad

Las estadísticas técnicas de Adaptive Fast Charging son difíciles de conseguir, pero hablando de manera anecdótica, es del lado conservador. Según el análisis detallado de XDA de los estándares de carga rápida, el Galaxy S8 Plus mantiene la temperatura más fría de cualquier buque insignia de carga rápida del mercado.

Motorola TurboPower

Ventajas

• Integrado en todos los dispositivos Motorola.
• Compatible con Quick Charge 3.0.

Desventaja

• No tan rápido como algunos estándares de carga.

El estándar TurboPower de Motorola, una versión modificada de Quick Charge 3.0, se envía en dispositivos Motorola como el Moto G Power 2021.

Especificaciones técnicas y adaptadores compatibles

Los adaptadores TurboPower vienen en tres versiones: TurboPower 15, TurboPower 25 y TurboPower 30. El más rápido, TurboPower 30, entrega 5 V y hasta 5.7 A para aproximadamente 28.5 W de potencia.

TurboPower es más que el cargador. Motorola dice que trabaja con los fabricantes para diseñar baterías personalizadas y que su software de administración de energía monitorea el estado y salud de la batería, luego ajusta la carga entrante en consecuencia.

Al igual que Samsung Adaptive Fast Charge, no necesitas un adaptador TurboPower para cargar rápidamente un celular equipado con TurboPower. El estándar de carga de Motorola es compatible con cualquier adaptador Quick Charge 3.0 (o más reciente).

Velocidad de carga

Motorola afirma que TurboPower 30 puede ofrecer hasta 15 horas de duración de la batería en 15 minutos.

Medidas de seguridad

El hardware de gestión térmica de TurboPower está diseñado para evitar la ralentización de la carga debido al calor, dice Motorola, y para mantener una velocidad de carga rápida y constante.

OnePlus Warp Charge y Oppo VOOC

Ventaja

• Mantiene los celulares más frescos.
• Uno de los estándares de carga más rápidos.
• Adaptadores incluidos con celulares compatibles.

Desventaja

• Altamente propietario.

OnePlus, con sede en Shenzhen, China, licencia Warp Charge (originalmente llamado Dash Charge) de Oppo. Se basa en el sistema VOOC (voltaje abierto de múltiples pasos de carga de corriente constante) de Oppo y es una característica principal en el OnePlus 6T y en todos los demás celulares OnePlus de regreso al OnePlus 3. Oppo también ha desarrollado el Super VOOC mucho más rápido, pero está solo disponible en un puñado de teléfonos como el Oppo RX17 Pro.

Especificaciones técnicas y adaptadores compatibles

Warp Charge utiliza un adaptador de pared especial que modula el amperaje en tiempo real. Un microcontrolador monitorea el nivel de carga y se sincroniza con los circuitos del celular para regular el voltaje y la corriente, y un cable de diseño personalizado entrega mayor corriente mientras minimiza las fluctuaciones de energía.

Todo esto es propietario. Warp Charge solo funciona con celulares OnePlus y adaptadores de pared y cargadores de coche compatibles. Las baterías externas certificadas por Warp Charge son difíciles de conseguir y el estándar de carga rápida de OnePlus no funciona con cables USB estándar; los cables Warp Charge son un poco más gruesos para adaptarse al voltaje adicional.

Sin embargo, no tendrás que desembolsar más dinero si compras un teléfono OnePlus. Cada celular OnePlus viene con un adaptador de pared y un cable de carga compatibles con Warp Charge.

Velocidad de carga

Descubrimos que Warp Charge demostró ser muy efectivo al cargar el OnePlus 9 Pro de cero a 100 por ciento en 31 minutos. Oppo afirma que los celulares habilitados para VOOC pueden cargarse al 75 por ciento en 30 minutos. Cuando cargamos el sistema Super VOOC con el Oppo RX17 Pro, pasó de 0 a 40 por ciento en solo 10 minutos.

Medidas de seguridad

Warp Charge está diseñado para disipar el calor rápidamente. Debido a que el cargador transforma el alto voltaje de la fuente de alimentación del adaptador en un voltaje más bajo, la mayor parte del calor de la conversión nunca llega al celular y la corriente constante reduce el potencial de estrangulamiento térmico.

Los dispositivos compatibles con Warp Charge también tienen hardware de disipación y gestión del calor que se someten a una exhaustiva comprobación de seguridad de cinco puntos.

Huawei SuperCharge

Ventajas

• Compatibilidad con USB-PD.
• Medidas de seguridad rigurosas.
• Adaptadores incluidos con celulares compatibles.

Desventaja

• Potencialmente más lento que algunos estándares.

SuperCharge, el estándar de carga patentado del fabricante chino de celulares Huawei, está integrado en celulares como el Huawei P40 Pro, Huawei P30 Pro, Huawei Mate 20 Pro y el Huawei P10. Es un poco como Quick Charge en el sentido de que usa voltajes más altos que el promedio para lograr una carga más rápida, pero hay un poco más de lo que parece.

Especificaciones técnicas y adaptadores compatibles

SuperCharge adapta automáticamente el voltaje y la corriente de la pared entrante según el estado de la batería del celular y la temperatura interna del teléfono. Los adaptadores de pared y los cargadores de automóvil compatibles con SuperCharge más antiguos admiten tres modos de carga: 5 V/2A, 4.5 V/5 A y 5 V/4.5 A (hasta 22.5 W), y usan un chipset en el cargador para regular el voltaje, eliminando la necesidad de transformación de voltaje en el teléfono que produce calor. La última versión ofrece 10 V/4 A para hasta 40 W.

A diferencia de los estándares de carga patentados como Pump Express y Dash Charge, Supercharge es compatible con USB-PD. Eso es gracias al protocolo de carga inteligente de Huawei, que cambia de forma inteligente entre los modos de carga según el adaptador de carga que esté conectado.

Para aprovechar la tecnología SuperCharge de Huawei, es necesario comprar un adaptador de pared compatible, pero la compatibilidad nativa con el estándar Quick Charge de Qualcomm significa que cualquier dispositivo compatible con SuperCharge puede aprovechar Quick Charge. Cada celular compatible con SuperCharge viene con un adaptador de pared compatible.

Velocidad de carga

El último cargador de Huawei afirma admitir velocidades SuperCharge de hasta 135 W, aunque aún no se ha lanzado, y Huawei no está produciendo celulares que puedan tomar algo más de alrededor de 44 W.

Medidas de seguridad

La función SuperCharge, junto con Smart Charge, está disponible en los dispositivos Huawei. Esta herramienta única puede leer cualquier cargador que estés utilizando y determinar su capacidad óptima. A partir de ahí, la herramienta puede modificar el voltaje del cargador según sea necesario.

Los productores crearon SuperCharge con características de diseño específicas para controlar cuidadosamente las corrientes más altas. Algunos de esos componentes incluyen un sistema de enfriamiento de ocho partes y un revestimiento que puede mantener los dispositivos 5 grados Celsius más fríos que otros métodos de carga.

Los dispositivos Huawei Supercharge están diseñados para durar y se prueban minuciosamente para garantizar que los productos cumplan con rigurosos estándares de seguridad y rendimiento. La compañía probará sus dispositivos en una prueba de un año para observar sus productos en condiciones extremas a lo largo del tiempo.

El futuro de la carga rápida

Sabemos que esta es la subestimación del año, pero la tecnología está evolucionando rápidamente. Puedes apostar que la carga rápida pronto será el estándar universal y probablemente reemplazará lentamente a los cargadores promedio en los próximos años.

Gracias al gran crecimiento de los circuitos integrados, los controladores de carga, los adaptadores y los cables, los celulares podrían recargarse pronto en el lapso de unos pocos minutos en lugar de varias horas. Los cargadores rápidos de los primeros modelos ganaron popularidad recientemente por sus promesas de aumentar la portabilidad de su dispositivo y cargar rápidamente.

A medida que esta tecnología evoluciona y se vuelve más accesible, la carga rápida solo seguirá creciendo y mejorando con la fabricación. Los prototipos actuales cuentan con velocidades increíbles, como la afirmación de Xiaomi de que su tecnología HyperCharge puede cargar una batería de 4,000 mAh en ocho minutos, pero aprenderemos más sobre los nuevos estándares a medida que estén completamente desarrollados y aparezcan en el mercado.