Как работают зарядки под разные напряжения?

гугли протоколы
USB Power Delivery
USB Quick Charge

Если речь о Qualcomm Quick Charge, то система такая:
1. По умолчанию ЗУ выдаёт 5В.
2. Если телефон на подключение ЗУ отвечает "Я умею в Quick Charge!", то ЗУ переключается на 9 В.

Ты просто упустил из вида, что литий не работает на заряд от свыше 5,5 вольта, только из за встроенной платы защиты, никель кадмий и прочие, - им напряжение до лампочки ибо заряжает ток, а не напряжение, хоть 220 подводи, но дай нужный ток заряда, на банке так и останется ее родные 1,25 вольта, по этому и делали раньше универсальные автоматы зарядки, твоя задача выставить порог напряжения на любой батареи при полном заряде, и он отключит заряд, о чем покажет лампочка, я давно пользуюсь таким устройством....

Задействованы линии данных USB . Телефон общается с контроллером "умного" зарядника и посылает ему команду на управление напряжением.

Там не просто замыкание, так какой-то протокол обмена данными.

При подключении кабеля от зарядника к гаджету, гаджет выдает сигнал что поддерживает быструю зарядку и тогда зарядник повышает напряжение на выходе.

Это не зарядник, а обычный БП.

Я бы не утерпел, обязательно разобрал!

В зарядке стоит микроконтроллер на который приходит через трансформатор 12В, на выходе микроконтроллер умеет выдавать 5В, 9В, 12В. У провода зарядки 4 провода, по 2 проводам идет напряжение, по двум другим телефон передает информацию об требуемом напряжении, это микроконтроллер понимает и выдает напряжение.