Know-how: USB snellaad protocollen

(gepubliceerd op 15-07-2026)

De tijd dat u uit een USB-lader alleen 5 V bij 500 mA kon trekken ligt ver achter ons! Dankzij diverse intelligente snellaad protocollen kunnen deze apparaten tot wel 48 V en 5 A leveren. Een totaal vermogen van niet minder dan 240 W!

Kennismaking met het begrip 'Quick Load'

Accu's met steeds hogere capaciteit

In draagbare elektronische apparatuur worden steeds krachtigere accu's ingebouwd. Er zijn nu powerbanks op de markt met een capaciteit van niet minder dan 50.000 mAh. Het opladen van een dergelijke accu met een standaard USB-lader duurt uiteraard onpraktisch lang. Vandaar dat de industrie naar methodes heeft gezocht die:

       - Compatibel zijn met de standaard 5 V USB-laders.

       - Op verzoek veel hogere laadspanningen en -stromen kunnen leveren.

       - Dezelfde USB-kabel blijven gebruiken.

       - Via deze kabel communiceren met de aangesloten apparatuur.

       - Maximaal gebruik maken van de mogelijkheden van de USB-C standaard.

Heel veel letterwoorden en begrippen

Wie zich in deze materie verdiept wordt geconfronteerd met een heleboel letterwoorden die blijkbaar staan voor protocollen en technologieën die diverse bedrijven hebben ontwikkeld:

       - SDP, CDP en DCP

       - QC

       - INOV

       - BC1.2

       - AFC

       - SFC

       - FCP

       - SCP

       - ACP

       - VOOC

       - USB-PD

       - E-Marker

       - CC-weerstanden

       - DRP, DFP en UFP

       - PPS

       - EPR

       - PDO

       - EMCA

Opgemerkt moet worden dat dit nog lang niet alle letterwoorden of namen zijn die u kunt tegenkomen op het gebied van snellading. Wél staan zij voor de meeste gebruikte protocollen een technologieën die ontwikkeld zijn. In dit artikel gaan wij een poging wagen een beetje orde in deze chaos te scheppen.

SDP, CDP en DCP: definitie van het soort USB-A apparaat

Deze begrippen hebben betrekking op de ouderwetse USB-A laders met vieraderige kabels.

Als u uw smartphone aansluit op zo'n USB-lader weet ú dat dit een lader is, maar uw telefoon weet dat uiteraard niet. Tóch moet uw telefoon dat weten omdat de intelligente laadelektronica in dit apparaat moet weten met welk laadprotocol het te maken heeft. Vandaar dat men drie verschillende soorten USB-apparaten heeft gedefinieerd. Deze apparaten worden 'poorten' of 'ports' genoemd.

• SDP (Standard Downstream Port):
  Dat is het standaard USB-apparaat. Ondersteunt het verzenden en ontvangen van data, maar de te leveren stroom is gelimiteerd tot 100 mA (USB-A 1.1) of 500 mA (USB-A 2.0). Dit apparaat is te herkennen door de weerstand te meten tussen de aders 'D-' en 'D+' en de massa. Deze bedraagt 15 kΩ.
• CDP (Charging Downstream Port):
  Een USB-apparaat dat het uitwisselen van data ondersteunt én een snelle laadstroom van 1,5 A kan leveren. Beide data-aders hebben pulldown weerstanden van 15 kΩ. Daarnaast bevatten deze apparaten extra elektronica die een laadverzoek kan detecteren. 
• DCP (Dedicated Charging Port):
  Een USB-apparaat dat geen data overdraagt, maar uitsluitend in staat is een laadstroom van maximaal 1,5 A te leveren. Een DCP is te herkennen door een weerstand van maximaal 200 Ω tussen 'D+' en 'D-'.
  
  

SDP-, CDP- en DCP-apparaten. ( © 2026 Jos Verstraten)

De standaard USB-A laadmethoden

Inleiding

In de officiële specificaties van de USB-A standaard zijn in de loop der jaren vier laadprotocollen gedefinieerd: 

       - USB-A 1.1

       - USB-A 2.0

       - USB-A 3.x

       - USB Battery Charging BC1.2

USB-A versie 1.1

Deze standaard werd in 1998 vastgesteld en is volledig verouderd. U zult immers wel nergens nog een lader aantreffen die aan deze standaard voldoet. Zo'n lader moest namelijk 5,0 V leveren met een maximale stroom van slechts 100 mA.

USB-A versie 2.0

Deze standaard werd in het jaar 2000 vastgesteld en werkt ook met een 'dom' protocol. Er treedt geen communicatie tussen de lader en het aangesloten apparaat op. De lader levert een spanning van 5,0 V met een maximale laadstroom van 500 mA. Zo'n lader kan dus maximaal 2,5 W leveren. De elektronica in het aangesloten apparaat moet overlading voorkomen, de lader doet helemaal niets behalve zijn 5,0 V leveren. Alle spotgoedkope Chinese USB-ladertjes voldoen aan dit protocol.

Een typisch voorbeeld van een USB-A 2.0 lader. (© Amazon)

USB-A versie 3.x

Dit in 2008 vastgesteld protocol in nog steeds 'dom', maar kan 5,0 V leveren bij een maximale stroom van 900 mA. Het te leveren vermogen bedraagt dus 4,5 W.

USB Battery Charging BC1.2

Dit werd in 2010 vastgesteld en is het eerste officiële USB-protocol waarbij sprake is van enige intelligentie. De communicatie tussen de lader en het aangesloten apparaat verloopt via de 'D+' en 'D-' datalijnen in de USB-kabel. BC1.2 maakt het mogelijk om tot 1.500 mA (bij 5 V) te laden.

De technische werking van BC1.2 verloopt in drie stappen:

       - Data Contact Detect (DCD).

       - Primary Detection.

       - Secondary Detection.

Het apparaat dat opgeladen moet worden bepaalt het type poort door spanningen en weerstanden te meten op de 'D+' en 'D-' datalijnen.

• Data Contact Detect (DCD):
  Controleren of de fysieke USB-stekker goed is ingestoken. Het te laden apparaat zet via een stroombron een kleine stroom op de 'D+' lijn. Daarmee wordt gecontroleerd of 'D+' en 'D-' contact met elkaar hebben.
• Primary Detection:
  Onderscheiden of het aangesloten USB-apparaat het een SDP, DCP of CDP is. Het te laden apparaat zet via een stroombron een constante stroom op 'D+' en meet de spanning op 'D-'. Als het een SDP is blijft de 'D-' lijn laag. In de andere gevallen is het dus een CDP of DCP.
• Secondary Detection:
  Onderscheiden tussen een DCP (alleen laden, geen data) en een CDP (laden én data). De rollen worden omgedraaid. Het te laden apparaat zet nu een stroom op de 'D-' lijn en kijkt naar de spanningsval op de 'D+' lijn. Bij een CDP resulteert dit in een specifieke spanningsval op 'D+'. Het te laden apparaat weet nu exact welk poorttype is aangesloten en past zijn laadstroom hierop aan.

Het 'Quick Charge' (QC) protocol van Qualcomm

Inleiding

Qualcomm, een Amerikaanse fabrikant van halfgeleiders, ontwikkelde de bekendste familie van snellaad protocollen. Deze gebruikten aanvankelijk USB-A en later ook USB-C. Het QC-protocol werkt niet met verhoogde laadstromen, maar met verhoogde laadspanningen. Op deze manier kan er veel meer laadvermogen door dezelfde USB-kabel worden verzonden. 

Als u een te laden apparaat dat QC ondersteunt op een USB-lader aansluit, zal dit apparaat door gelijkspanningen op de twee data-aders te zetten een aanvraag doen om meer spanning dan de standaard 5,0 V op de USB-connector te zetten. Een QC-lader onderzoekt dus voortdurend de spanningen op de beide data-lijnen en besluit aan de hand van de gemeten spanningen welke laadspanning er wordt gevraagd.

QC versie 1.0

Deze eerste versie werd in februari 2013 geïntroduceerd en ondersteunde nog geen verhoging van de laadspanning. De techniek maakte dus gebruik van een spanning van 5 V, maar een stroomsterkte van 2 A, wat zorgde voor een maximaal laadvermogen van 10 W. Het was ingebouwd in chipsets zoals de Snapdragon 600 en zat destijds al in toestellen zoals de Nexus 4 en de Amerikaanse Samsung Galaxy S.

QC versie 2.0

Deze versie werd in 2014 op de markt gebracht. USB-voedingen die gebruik maken van deze technologie kunnen hun uitgangsspanning op verzoek omschakelen tussen 5 V, 9 V, 12 V en soms 20 V. Het te laden apparaat zet de onderstaande spanningen op de twee data-lijnen om de gewenste laadspanning te selecteren.

De stuurspanningen op de twee data-lijnen bij QC versie 2.0.
(© 2026 Jos Verstraten)

Een QC 2.0 USB-lader start altijd met een uitgangsspanning van 5,0 V. Het aangesloten apparaat biedt eerst 0,6 V aan op de 'D+' lijn. De lader verbindt intern kortstondig 'D+' en 'D-'. Als het apparaat detecteert dat de spanning op 'D-' ook 0,6 V wordt, weet het dat er een QC-compatibele lader aanwezig is. Het apparaat zet vervolgens een van de vier spanningscombinaties uit de bovenstaande tabel op de data-lijnen om de gewenste laadspanning te communiceren.

Het spanningsverloop op de D-lijnen en de response van de spanningsuitgang van de lader is weergegeven op de onderstaande grafiek.

Het selecteren van de uitgangsspanning bij QC versie 2.0. (© 2026 Jos Verstraten)

QC versie 3.0 met INOV 

Deze versie werd in 2015 op de markt gebracht. Ook bij deze versie wordt de uitgangsspanning van de lader aangepast aan de vraag van het aangesloten apparaat. Dit apparaat kan nu echter iedere gewenste spanning tussen 3,6 V en 20,0 V kiezen in stapjes van slechts 200 mV. Om dit te realiseren introduceerde Qualcomm het INOV-protocol. Dat letterwoord staat voor 'Intelligent Negotiation for Optimum Voltage'. 

Bij dit protocol meet het te laden apparaat voortdurend:

       - De uitgangsspanning van de lader.

       - De laadstroom.

       - De temperatuur van de accu.

Uit deze gegevens wordt de optimale laadspanning berekend. Die informatie wordt doorgegeven aan de USB-lader door het aanbrengen van pulsjes op de twee data-lijnen. Een pulsje van 0,6 V naar 3,3 V op 'D+' (increment pulse) verhoogt de laadspanning met 200 mV. Een pulsje van 3,3 V naar 0,6 V op 'D-' (decrement pulse) verlaagt de laadspanning met 200 mV. Dit is voorgesteld in de onderstaande figuur. De voeding reageert vrijwel direct op deze pulsjes.

Het selecteren van de uitgangsspanning bij QC versie 3.0. (© 2026 Jos Verstraten)

QC versie 4.0

QC versie 4.0 werd ingevoerd in november 2016. De eerste smartphones die uitgerust waren met dit protocol verschenen in het voorjaar van 2017 op de markt. Met QC versie 4.0 stapte Qualcomm over naar de volledige ondersteuning van de universele 'USB Power Delivery' (USB-PD) standaard, lees verder. Hierdoor werkt zo'n lader veilig en snel op veel verschillende apparaten.

QC versie 5.0

Deze versie werd in 2020 geïntroduceerd. Deze was, uiteraard, ook compatibel met de 'Power Delivery' (USB-PD) standaard. Met dit protocol zijn laadvermogens van meer dan 100 W mogelijk.

Beveiligingen in QC

Qualcomm Quick Charge biedt diverse beveiligingen:

       - Overspanning beveiliging.

       - Overstroom beveiliging.

       - Temperatuurbeveiliging.

       - Detectie van defecte kabels.

       - Controle van de uitgangsspanning voordat deze extern wordt aangeboden.

Toepassingen

Het Qualcomm 'Quick Charge' protocol werd en wordt breed toegepast in Android smartphones en tablets. 

Het 'Adaptive Fast Charging' protocol (AFC) van Samsung

Historie

Het 'Adaptive Fast Charging' protocol was het eerste eigen snellaad protocol van Samsung. Samsung ontwikkelde AFC vooral omdat het bedrijf naast Snapdragon-processors ook zijn eigen Exynos-processors gebruikte en daardoor niet volledig afhankelijk wilde zijn van Qualcomm voor snellaad functionaliteit.

De eerste toestellen die waren voorzien van AFC waren onder andere:

       - Samsung Galaxy Note 4

       - Samsung Galaxy S6

       - Samsung Galaxy S6 edge

Samsung noemde de techniek 'Adaptive' omdat de telefoon zélf bepaalt wanneer naar een hogere spanning wordt overgeschakeld.

De werking van AFC

De werking is nogal vergelijkbaar met deze van 'Quick Charge' versie 2.0. Nadat u de kabel van de lader in het te laden apparaat hebt geplugd levert de lader de standaard spanning van 5,0 V. Het te laden apparaat onderzoekt vervolgens of de lader het AFC protocol ondersteunt. Hiervoor worden beide data-aders van de kabel gebruikt. Door specifieke spanningen op deze twee aders te zetten kan het apparaat aan de lader opdragen de spanning te verhogen naar 9,0 V of naar 12,0 V.

De meest voorkomende AFC-profielen

In de praktijk treft u voornamelijk AFC-laders aan met de onderstaande specificaties:

       - 5 V bij 2 A (10 W)

       - 9 V bij 1,67 A (15 W)

       - 9 V bij 2 A (18 W)

       - 12 V bij 2 A (24 W)

Een typisch laadprofiel van een 15 W AFC-lader is voorgesteld in de onderstaande grafiek. Door snel om te schakelen tussen de drie beschikbare spanningen kan de lader in de praktijk een groot aantal gemiddelde vermogens leveren.

Laadvermogen in functie van het laadpercentage.
(© 2026 Jos Verstraten)

Het 'Super Fast Charging' protocol (SFC) van Samsung

Historie

Het 'Super Fast Charging' (SFC) protocol, geïntroduceerd in 2019, is de opvolger van het 'Adaptive Fast Charging' (AFC) protocol. SFC volgt in grote lijnen de 'USB Power Delivery 3.0 PPS' standaard, aangevuld met eigen vermogensprofielen en laadalgoritmen. De eerste standaard kan 25 W leveren. In 2020 werd versie 2.0 uitgebracht, die een vermogen van 45 W kan leveren.

Direct Charging

Samsung gebruikt, net als diverse andere fabrikanten, een vorm van direct charging.

De voeding probeert haar uitgangsspanning steeds zo dicht mogelijk bij de benodigde accuspanning te houden. Het te laden apparaat meet voortdurend de accuspanning, de laadstroom, de temperatuur en de interne weerstand van de accu.

Het apparaat stuurt voortdurend nieuwe commando's naar de lader. Daardoor verandert de uitgangsspanning soms wel tientallen keren per minuut met een resolutie van 20 mV.

Het 'Fast Charge Protocol' (FCP) van Huawei

Historie

Huawei kwam in 2015 met het eigen 'Fast Charge Protocol' (FCP), dat voor het eerst verscheen bij de Mate 8. Net als QC2.0 levert FCP ongeveer 18 W via 9 V / 2 A. Hoewel de technische aanpak sterk op QC2.0 lijkt, gebruikt Huawei een eigen detectie- en onderhandelingsmethode waardoor FCP en QC2.0 officieel niet compatibel zijn.

Het communicatie protocol

De manier waarop de communicatie tussen een FCP-lader en een op te laden apparaat verloopt is nooit vrijgegeven. Het onderstaande is echter een vrij exacte benadering van hoe het systeem werkt. Huawei maakt gebruik van een half-duplex seriële communicatie over de twee D-lijnen. Er wordt gebruikt gemaakt van trappen met open-collector uitgangen en de snelheid bedraagt slechts enkele tientallen kb per seconde.

Na het verbinden met de FCP-lader levert dit apparaat altijd 5,0 V en staan de twee D-lijnen in een vooraf gedefinieerde toestand. Het te laden apparaat herkent hierdoor dat de lader FCP ondersteunt. Nadien begint de digitale communicatie. Het te laden apparaat verstuurt een aantal bytes (REQUEST) waarop de lader reageert. Nadien stuurt het te laden apparaat een spanningsverzoek, bijvoorbeeld 'SET OUTPUT = 9 V'. De lader verhoogt zijn spanning vervolgens van 5,0 V naar 9,0 V. De interne laadregelaar van het te laden apparaat schakelt over naar snelladen. 

Tijdens het laden op een hogere spanning worden er nog steeds gegevens uitgewisseld. Wat die gegevens inhouden is niet duidelijk, protocol-onderzoekers vermoeden dat er controlesignalen worden uitgewisseld over de temperatuur van de accu, de geleverde stroom, etc.

Het 'Super Charge Protocol' (SCP) van Huawei

Historie

Het 'Super Charge Protocol' (SCP) van Huawei is de opvolger van het 'Fast Charge Protocol' van dezelfde fabrikant. Huawei heeft bij dit protocol gekozen voor het aanbieden van een lage laadspanning, die echter wél zeer hoge stromen kan leveren. De eerste versie 'SCP Gen.1' kwam in 2016 op de markt en was in staat 22,5 W vermogen te leveren bij 5,0 V. De maximale laadstroom bedraagt dus 4,5 A. In 2018 kwam 'SCP Gen.2' die niet minder dan 40 W kon leveren. Omdat dit met 5,0 V niet meer is te realiseren koos Huawei voor het verhogen van de maximale laadspanning tot 10 V, zodat de stroom tot 4 A beperkt kon blijven. Rond 2020 werd het protocol nog uitgebreid tot een maximale laadstroom van 6 A.

Speciale kabel vereist

Standaard USB-kabels zijn gespecificeerd tot een maximale stroom van 3 A. Om de maximale stromen die het 'Super Charge Protocol' aanbiedt te kunnen verwerken zijn dus speciale kabels nodig, met dikkere voedings- en massa-aders. Bij de eerste generaties Huawei SuperCharge (22,5 W en sommige 40 W-systemen) bevindt zich in de USB-A-naar-USB-C-kabel een nauwkeurig gekozen weerstand tussen een identificatiepin en massa. De lader meet deze weerstand zodra de kabel wordt aangesloten. Pas wanneer de weerstand overeenkomt met een geautoriseerde 'Super Charge'-kabel, mag de lader hogere stromen leveren, bijvoorbeeld 4 A of 5 A.

Bij de nieuwe Huawei-laders met USB-C aan beide zijden wordt gebruik gemaakt van de USB-C-standaard. Daarbij zit in de kabel een kleine geïntegreerde schakeling, de zogenaamde 'E-Marker' (Electronically Marked Cable). Deze chip bevat onder andere gegevens over:

       - De fabrikant.

       - De kabellengte.

       - De maximale spanning.

       - De maximale stroom.

       - Ondersteunde protocollen.

De communicatie verloopt digitaal via de CC-lijnen (Configuration Channel) van USB-C. De lader leest de 'E-Marker' chip uit voordat een hoog laadvermogen wordt toegestaan.

Een 'E-Marker'-chip in een USB-C connector. (© bytecable.com)

Het communicatie protocol

Ook bij dit protocol verloopt de communicatie tussen lader en te laden apparaat via een speciaal serieel protocol over de D-lijnen van de kabel. Uiteraard wordt weer opgestart als gewone USB-lader met een laadspanning van 5,0 V. Het protocol is vergelijkbaar met dat van het 'Fast Charge Protocol'.

Het 'Apple Charging Protocol' (ACP) van Apple

Historie

Apple vond dat de officiële USB-norm een te lage laadstroom definieerde voor het snel laden van haar innovatieve apparaten zoals de iPod, de iPhone en de iPad. Vandaar dat Apple al vrij vroeg, namelijk in 2003, een eigen protocol ontwikkelde dat uiteindelijk laadstromen tot 2,4 A kon leveren. 

De eerste ACP-laders leverden maximaal 500 mA. Latere laders, van ongeveer 2007, konden stromen leveren tot 1,0 A. In 2010 kwamen nieuwe versies op de markt die tot 2,4 A konden leveren. De beschikbare laadspanning bleef echter bij alle versies beperkt tot 5,0 V. Uiteraard was het noodzakelijk een systeem in de laders in te bouwen waardoor de laadelektronica in het te laden apparaat kon vaststellen hoeveel stroom de lader kan leveren. Apple gebruikt hiervoor de twee D-lijnen. Via simpele weerstandsdelers tussen de +5,0 V en de massa worden, zie onderstaand schema, constante gelijkspanningen op 'D+' en 'D−' gezet.

De weerstandsdelers die de D-lijnen van spanning voorzien.
(© 2026 Jos Verstraten)

De codeerspanningen

De vier spanningscombinaties zijn samengevat in de onderstaande tabel.

De vier beschikbare laadstromen bij ACP. (© 2026 Jos Verstraten)

De ACP communicatie

Na het aansluiten van een iPod, iPhone of iPad op de lader meet het te laden apparaat de spanning op de twee datalijnen. Aan de hand van de gemeten spanningen weet het te laden apparaat of er een gewone USB-lader of een ACP-lader aanwezig is en instrueert de laadelektronica de maximaal uit de lader te trekken stroom aan te passen aan de capaciteit van de lader.

De voordelen van ACP

       - Zeer eenvoudige hardware.

       - Dus extreem lage productiekosten.

       - Ongevoelig voor storingen.

       - Onmiddellijke detectie van de beschikbare laadstroom.

De nadelen van ACP

       - Uitsluitend 5,0 V laadspanning.

       - Geen terugkoppeling tussen te laden apparaat en lader.

       - Geen ondersteuning van hogere vermogens dan ongeveer 12 W.

Het 'VOOC' protocol van de BK Electronics groep

Historie

'BK Electronics', opgericht in 1995, is een gigantisch Chinees technologie conglomeraat dat opereert als moederbedrijf en investeerder voor enkele van 's werelds grootste smartphone merken. Een van die merken is OPPO, die in 2014 het VOOC protocol heeft bedacht. Dit letterwoord staat voor 'Voltage Open LOop Multi-step Constant-Current Charging'. Dit protocol werd later overgenomen door de zusterbedrijven OnePlus (onder de naam 'Dash Charge' en later 'Warp Charge'), Realme en Vivo.

Het principe van VOOC

Het basisprincipe van VOOC is dat de accu in meerdere opeenvolgende stappen met een constante stroom (Constant Current, CC) wordt opgeladen, waarbij de overgang naar de volgende stap wordt bepaald door de open-klemspanning (Open-Circuit Voltage, OCV). Hierdoor kan de accu sneller en efficiënter worden opgeladen, zonder de levensduur te verkorten. Een VOOC laadcyclus kan in vijf stappen worden ingedeeld:

• 1. De diagnose- en activeringsfase:
  De VOOC-lader controleert eerst de status van de accu. Als de spanning te laag is, krijgt de accu een voorzichtige, lage druppellaadstroom om de interne chemie te activeren en te stabiliseren.
• 2. De turbo-fase:
  De VOOC-lader stuurt zijn maximale laadstroom direct naar de accu. Dit verhoogt de capaciteit van de accu in ongeveer 20 tot 30 minuten naar zo'n 70 % tot 75 %.
• 3. De afbouw-fase:
  Dit is de kern van het 'Multi-step Constant-Current' principe. Omdat de accu voller raakt, stijgt de interne weerstand. Om oververhitting en lithiumplating te voorkomen, meet het systeem de open-klemspanning. Zodra een drempelwaarde wordt bereikt, verlaagt de lader zijn stroom direct naar de volgende, lagere constante stap.
• 4. De optimalisatie-fase:
  Tussen de 85 % en 95 % van de capaciteit wordt de stroom nog verder verlaagd. Dit zorgt ervoor dat de laatste chemische reacties in accucellen rustig kunnen plaatsvinden zonder dat de cellen op een te hoge spanning komen te staan.
• 5. De druppellaad-fase:
  Zodra de accu de 95 % tot 100 % van zijn capaciteit nadert, schakelt VOOC over op een minimale stroomsterkte van hooguit een paar honderd mA waarmee de accu tot zijn maximum capaciteit wordt opgeladen.

Het communicatie protocol

Ook bij VOOC verloopt de communicatie tussen de lader en het te laden apparaat via de twee D-lijnen. Er wordt gebruik gemaakt van een eigen, door OPPO ontwikkeld protocol. Dit protocol ondersteunt informatie over:

       - De maximale stroom.

       - De accuspanning.

       - De temperatuur van de accu.

       - Het soort accu.

       - Het soort USB-kabel.

Wordt de temperatuur van de accu te hoog, dan zorgt het protocol ervoor dat de laadstroom onmiddellijk naar een lagere constante waarde daalt.

De diverse versies van VOOC

       - 2014: Eerste versie met een maximale laadstroom van 4 A, dus 20 W laadvermogen.

       - 2016: Andere laadelektronica, waardoor de efficiëntie toenam.

       - 2018: SuperVOOC, biedt de mogelijkheid ook op 10 V met 5 A te laden.

       - 2020: SuperVOOC versie 2.0 met maximaal laadvermogen van 65 W.

       - 2022: 80 W en 150 W versies.

De speciale VOCC-kabel

Vanwege de hoge beschikbare stromen moet dit protocol gebruik maken van speciale kabels met dikkere 5,0 V en massa aders. Ook nu wordt gebruik gemaakt van een speciale identificatie-chip die in een van de USB-connectors is ingebouwd.

Voordelen van het VOOC protocol

       - Zeer hoge laadsnelheid.

       - Weinig warmteontwikkeling in het te laden apparaat.

       - Zeer hoge efficiëntie.

       - Langere accu levensduur door lagere interne temperaturen.

Nadelen van het VOOC protocol

       - Speciale kabel vereist.

       - Beperkte compatibiliteit met andere standaarden.

       - Nogal prijzige laders (€ 79,00 voor een 100 W lader).

Het 'USB Power Delivery' protocol (USB-PD)

Historie

Het 'USB Power Delivery' protocol (USB-PD) is een universele snellaad standaard, niet ontwikkeld door één bepaalde fabrikant, maar door het 'USB Implementers Forum' (USB-IF). Vrijwel alle moderne smartphones, tablets, laptops en USB-voedingen die gebruik maken van USB-C ondersteunen tegenwoordig USB-PD.

De eerste versie USB-PD 1.0 van de standaard werd door het USB-IF in 2012 gepubliceerd. Deze standaard werd nog gespecificeerd voor USB-A en USB-B kabels, USB-C was nog geen standaard. Deze eerste versie had de onderstaande kenmerken:

       - Spanningen van 5 V, 12 V en 20 V.

       - Maximaal 100 W vermogen.

In 2024 werd de USB-C standaard ingevoerd, waarmee USB-PD een enorme boost kreeg. Deze connector ondersteunt de speciale configuratie-aders CC1 en CC2. De tweede standaard USB-PD 2.0, opgesteld in 2014, gebruikt deze aders om de communicatie tussen lader en te laden apparaat te optimaliseren. Deze versie vormt de basis van vrijwel alle huidige USB-PD protocollen.

De CC-weerstanden

De zogenaamde 'Configuration Channel'-weerstanden zijn altijd verplicht bij een USB-C-connector. Ze vormen de basis van de USB-C standaard en zijn nodig, ongeacht of 'USB Power Delivery' wordt gebruikt of niet.

Via de weerstanden op de CC-lijnen (CC1 en CC2) kunnen de aangesloten apparaten:

       - Detecteren dat een kabel is aangesloten.

       - Bepalen wie de voedingsbron en wie de verbruiker is.

       - De oriëntatie van de USB-C-stekker bepalen.

Een typische USB-C verbinding met de CC-weerstanden.
(© 2026 Jos Verstraten)

DRP, DFP en UFP

Deze figuur confronteert ons met alweer drie nieuwe letterwoorden die u vaak kunt tegenkomen in literatuur over snelladers.

• DFP (Downstream Facing Port):
  Dit is de host of de gastheer-poort. Deze poort stuurt data stroomafwaarts naar een aangesloten apparaat en levert ook de laadstroom voor de accu in het aangesloten apparaat.
• UFP (Upstream Facing Port):
  Dit is de apparaat-poort. Deze poort stuurt data stroomopwaarts naar de host en ontvangt de laadstroom.
• DRP (Dual-Role Port):
  Dit is een flexibele poort die kan wisselen tussen de rollen van DFP en UFP. De poort bepaalt pas na het aansluiten of hij zich als host of als apparaat moet gedragen.

EPR, Extended Power Range

In 2021 werd USB-PD 3.1 geïntroduceerd. Deze versie voegde EPR toe aan het protocol. EPR staat voor 'Extended Power Range' en verhoogt het maximaal leverbare vermogen naar 240 W en de maximale laadspanning naar 48 V. Om gebruik te kunnen maken van EPR is een speciale EPR USB-C-kabel nodig. Deze kabel bevat een identificatie-chip die aan de apparaten bevestigt dat de kabel de hoge spanningen en stromen veilig kan transporteren.

EMCA, Electronically Marked Cable Assembly

Deze speciale kabels dragen het label 'EMCA', hetgeen staat voor 'Electronically Marked Cable Assembly'. Deze kabel bevat een speciale chip, een 'E-Marker'. Deze chip informeert de aangesloten apparaten over de eigenschappen van de kabel. Een EMCA-kabel wordt toegepast wanneer de mogelijkheden van de kabel verder gaan dan wat een gewone passieve USB-kabel veilig of betrouwbaar kan ondersteunen. Als deze actie aangeeft dat de kabel geschikt is voor hoge prestaties, schakelt de lader pas het maximale vermogen in. Dit voorkomt oververhitting en brandgevaar.

Het communicatie protocol

Het stapsgewijze proces van het aansluiten en opladen via 'USB Power Delivery' verloopt via een strak protocol van digitale stappen.

• 1. Fysieke verbinding en detectie:
  Na het insteken van de kabel gaat het protocol weerstandsmetingen uitvoeren om te bepalen of de CC-weerstanden in de kabel aanwezig zijn. De bron herkent dat er een apparaat is aangesloten en activeert de stroomtoevoer.
• 2. Veilige inschakeling:
  De lader schakelt direct een veilige basisspanning in van 5,0 V. Mocht het apparaat géén USB-PD ondersteunen, dan blijft het hierbij en laadt het veilig maar langzaam op.
• 3. Kabelcontrole op chip:
  Bij krachtige laders controleert de bron of er een 'E-Marker' chip in de kabel zit. Zonder 'E-Marker' begrenst de oplader de stroom direct op maximaal 3 A. Met een goedgekeurde 'E-Marker' is tot 5 A toegestaan.
• 4. De profieluitwisseling:
  De lader stuurt digitaal een lijst met zijn beschikbare laadprofielen (PDO's) over de CC-lijn. Deze lijst bevat combinaties zoals 5 V/3 A, 9 V/3 A, 15 V/3 A, 20 V/5 A.
• 5. De onderhandeling:
  Het op te laden apparaat scant de lijst van de lader en vergelijkt deze met de status van zijn eigen accu. Het apparaat stuurt een digitaal verzoek terug naar de lader voor het best passende profiel. De lader accepteert dit verzoek en stuurt een 'Accept' en 'GoodCRC' bericht terug om het contact te bezegelen.
• 6. Transitie en start van het snelladen:
  De lader past intern zijn elektronica aan, verhoogt de spanning op de Vbus-lijn naar de afgesproken waarde en laat het apparaat weten dat de nieuwe spanning stabiel is. Het apparaat opent zijn interne laadcircuit en begint op vol vermogen stroom te trekken.
• 7. Continue monitoring en dynamic scaling:
  Tijdens het laden controleert het apparaat constant de temperatuur van zijn accu en de momentane laadcapaciteit. Als de accu bijna vol is (boven de 80 %) of te warm wordt, stuurt het apparaat een nieuw verzoek om de spanning of stroomsterkte te verlagen. Hierdoor vlakt de laadsnelheid aan het einde af om de accu te beschermen.

PDO, Power Data Object

Alweer een nieuw letterwoord! PDO staat voor 'Power Data Object'. Dit is een digitale code waarmee een USB-PD lader aan het te laden apparaat laat weten welke combinaties van spanning en stroom hij kan leveren.

Binnen de USB-PD specificaties bestaan er drie hoofdtypen PDO's:

• Fixed Supply PDO:
  Dit zijn de meest voorkomende, vaste stroomprofielen. De USB-PD standaard schrijft vaste stappen voor, zoals 5 V, 9 V, 15 V en 20 V en bij PD 3.1 zelfs tot 48 V.
• Variable Supply PDO:
  Profielen waarbij de spanning tussen een specifieke minimum en maximum waarde mag schommelen. Dit type wordt in de praktijk zelden gebruikt.
• Battery Supply PDO:
  Profielen die direct zijn afgestemd op het rechtstreeks voeden van een interne accu, gedefinieerd in minimale/maximale spanning en maximaal vermogen.

PPS, 'Programmable Power Supply'

Deze technologie werd in 2017 geïntroduceerd in het in 2015 vastgestelde USB-PD 3.0 protocol. Hoewel deze techniek al langer in andere vormen binnen de elektronica bestond, bracht de introductie in de USB-specificaties grote voordelen voor consumentenapparaten:

• Dynamische aanpassing:
  PPS kan de spanning (in stappen van 20 mV) en stroomsterkte in realtime aanpassen aan de status van de accu.
• Minder warmte:
  Door de laadstroom exact af te stemmen op de conditie van de accu ontstaat er aanzienlijk minder warmteontwikkeling in de accu tijdens het snelladen.
• Langere levensduur accu:
  De lagere laadtemperatuur helpt de levensduur van de accu te verlengen.

De PPS-technologie is na de introductie onmiddellijk geadopteerd door alle grote smartphone fabrikanten, zoals Samsung. Deze bouwde het in in het 'Super Fast Charging' protocol.

Een USB-PD PPS lader van Verbatim. (© Verbatim)

(Amazon sponsor advertentie)
Koop uw USB snelladers bij Amazon