Разница между быстрой зарядкой и обычной в чем

Типы быстрых зарядок и нюансы используемых кабелей

Содержание

Содержание

Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?

Как долго должен заряжаться аккумулятор?

Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.

Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.

Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.

Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.

Что такое быстрая зарядка?

Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.

Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.

Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.

Типы быстрой зарядки

Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.

Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.

Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.

Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.

Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.

Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.

USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы

Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.

Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.

А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.

Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.

Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.

Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.

Источник

Технологии быстрой зарядки: конец неразберихе

Пока аккумуляторы, способные обеспечить высокую ёмкость при малых размерах, находятся на стадии ранних прототипов, технологические компании нашли другой способ облегчить жизнь владельцам мощных смартфонов — быструю зарядку. Однако договориться о едином стандарте производители не смогли, и сейчас существует около десятка технологий быстрых зарядок, каждую из которых должен поддерживать не только смартфон, но и блок питания. Разобраться в таком многообразии трудно, но мы сделали это. Мы подробно расскажем о существующих стандартах, а также ответим на волнующие всех вопросы о совместимости и безопасности.

Принцип работы быстрой зарядки

Чтобы наполнить батарею быстрее, требуется зарядное устройство большей мощности. Если в обычных зарядках напряжение составляет 5 В, а сила тока — до 2-2,5 А, то в быстрых значения этих параметров могут доходить до 20 В и 5 А соответственно. Кроме того, в отличие от классических «медленных» зарядных устройств, большинство быстрых являются умными и умеют общаться со смартфоном по специальному протоколу. Наиболее яркий пример — технология Quick Charge 3.0 от Qualcomm. При использовании QC 3.0 смартфон непрерывно посылает зарядному устройству информацию о состоянии аккумулятора, на основании которой блок питания регулирует выходную мощность, изменяя напряжение и силу тока. В Qualcomm технологию умного переключения режимов назвали INOV — Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, то есть интеллектуальное определение оптимального напряжения.

Наибольшую мощность блок питания выдаёт при зарядке почти совсем пустого аккумулятора — именно поэтому разработчики стандартов быстрой зарядки так любят оценить их эффективность по времени заряда первых 50% батареи. Например, Quick Charge 3.0 в начале зарядки использует напряжение 20 В, а затем понижает его вплоть до 3,2 В с шагом в 200 мВ.

Из вышесказанного следует, что для функции быстрой зарядки необходимо пользоваться комплектным зарядным устройством. Если его нет или блок питания вышел из строя, то можно приобрести сторонний, но обязательно сертифицированный аксессуар. Подделки быстрых зарядок пока не слишком распространены, но с этой технологией стоит быть максимально осторожным: подзарядка батареи в непредусмотренном режиме может привести к выходу гаджета из строя или даже пожару.

Стандарты

К настоящему времени своим стандартом быстрой зарядки обзавёлся практически каждый крупный производитель смартфонов и чипсетов. Мы начнём с наиболее распространённых, но постараемся упомянуть обо всех существующих, а также перспективных стандартах.

Quick Charge. Технология компании Qualcomm под названием Quick Charge стала первой среди стандартов быстрой зарядки и к сегодняшнему дню обзавелась уже третьим обновлением. Заявлена выходная мощность вплоть до 24 Вт и выше, но большинство зарядных устройств для смартфонов с поддержкой технологий QC 2.0 и QC 3.0 с INOV способны выдавать до 18 Вт, динамически регулируя напряжение в диапазоне от 3,2 до 20 В. Во всех промо-материалах указывается, что с данной технологией работают только гаджеты с процессорами Qualcomm — для версии Quick Charge 3.0 необходим Snapdragon 820, 620, 618, 617 или 430. Однако её можно найти и в смартфонах с другими SoC, например, Samsung Galaxy S7 поддерживает Quick Charge 2.0. Уже выпущено немало девайсов с поддержкой и третьей версии стандарта, включая LG G6. Представленный на MWC 2017 флагман корейского производителя оснащён аккумулятором ёмкостью 3300 мАч, полностью зарядить который получится за 96 минут.

Начиная с QC 2.0 устройства могут быть сертифицированы в соответствии с классом А или классом В. Согласно информации Qualcomm, зарядки класса А способны обеспечить мощность до 24 Вт с кабелем micro-USB и до 36 Вт с кабелем USB Type-C, а устройства класса В достигают 60 Вт и больше. Однако последних исчезающе мало (нам удалось найти автомобильную зарядку для ноутбука с поддержкой этой технологии), а сертификация по классу А, судя по всему, не определяет минимальные требования. Так или иначе, для большинства массовых гаджетов (и смартфонов, и блоков питания) с поддержкой Quick Charge максимальная мощность ограничена 18 Вт.

Осенью прошлого года Qualcomm представила четвёртую версию Quick Charge, которая сможет зарядить аккумулятор на 2750 мАч до 50% за 15 минут (на 20% быстрее по сравнению с QC 3.0). Точные характеристики будущих зарядок пока неизвестны, поэтому нам остаётся ждать смартфонов на чипсете Snapdragon 835, поддерживающем новую технологию.

TurboPower. Разработка компании Lenovo, выпущенная под брендом Motorola, основана на стандарте Quick Charge 2.0 и имеет с ним обратную совместимость. Главным отличием TurboPower стала увеличенная мощность — 25,8 Вт против типичных 18 Вт у QC 2.0. Технологию TurboPower поддерживают смартфоны Moto X Pure Edition и Droid Turbo 2, но пока непонятно, будет ли Lenovo развивать стандарт дальше и использовать его в своих аппаратах.

Pump Express. Ближайший конкурент Quick Charge — собственная технология компании MediaTek под названием Pump Express, успевшая получить уже третью версию. Особенностью Pump Express 3.0 является прямая (минуя встроенный контроллер) зарядка аккумулятора, когда слежением за температурой и режимом работы занимается блок питания. Для поддержки Pump Express 3.0 девайс обязательно должен иметь порт USB Type-C, а также один из поддерживаемых SoC (точный список компания не сообщает). Но, как и в случае с Quick Charge, информацию о совместимости с Pump Express необходимо уточнять для каждого конкретного смартфона. Например, поддержку стандарта получил Meizu Pro 6 с аккумулятором на 2560 мАч, который можно зарядить до 100% всего за час.

Adaptive Fast Charging. Из быстрых зарядок производителей смартфонов самый известный и распространённый, наверное, стандарт компании Samsung, который поддерживается всеми смартфонами S-серии начиная с Galaxy S6 и гаджетами линейки Note начиная с Galaxy Note 4. Максимальная мощность Adaptive Fast Charge составляет 15 Вт при напряжении 9 В — этого хватает, чтобы за полчаса наполовину зарядить аккумулятор Galaxy Note 5 на 3000 мАч.

VOOC Flash Charging/Dash Charge. В стороне от гонки быстрых зарядок не осталась и компания BBK, реализовавшая сразу два разных стандарта. Под брендом Oppo была представлена технология VOOC Flash Charging, которая способна обеспечить мощность 25 Вт при обычном напряжении в 5 В. На данный момент VOOC поддерживают семь различных смартфонов Oppo. Например, Oppo Find 7 с батареей на 3000 мАч за полчаса может зарядиться на 75%.

Что касается Dash Charge, то стандарт впервые появился вместе со смартфоном OnePlus 3. Отличие от VOOC, Dash Charge стал чуть менее мощным: при напряжении в 5 В он даёт лишь 20 Вт для зарядки аппарата. Другое заметное различие — поддержка зарядки только комплектным кабелем. OnePlus 3 благодаря Dash Charge может зарядиться до 63% за 30 минут, а полная зарядка занимает 75 минут.

Super Charge. Быстрая зарядка Huawei способна похвастаться не только незамысловатым названием, но и неплохими характеристиками: максимальная мощность до 22,5 Вт при напряжении 5 В. Работают с этой технологией пока только Huawei Mate 9 и Huawei P10/P10 Plus. Флагман оснащён батареей ёмкостью 4000 мАч, которую за полчаса получится зарядить до 57%.

Super mCharge. Наиболее многообещающей технологией на данный момент является разработка компании Meizu, показанная на MWC 2017. Блоки питания Super mCharge при напряжении 11 В смогут выдавать совсем уж невероятную мощность в 55 Вт — значение, которое ожидаешь от зарядного устройства ультрабука, но никак не смартфона. Это позволяет зарядить батарею на 3000 мАч всего за 20 минут. Помимо поддержки со стороны смартфона и зарядного устройства для Super mCharge требуется специальный кабель, способный работать на такой большой мощности. Однако пока непонятно, как именно блок питания будет определять тип кабеля (и будет ли вообще), ведь вставленный в зарядное устройство Super mCharge кабель с AliExpress легко может стать причиной пожара. Рабочие прототипы блока питания и смартфона со специальной батареей, как мы уже упоминали выше, были показаны в Барселоне, а выпустить первое массовое устройство с поддержкой данной технологии Meizu обещает в конце этого или начале следующего года.

USB Power Delivery — будущий отраслевой стандарт?

Ситуация с огромным количеством конкурирующих технологий на рынке не нравится Google. Владелец экосистемы хочет внедрить для всех Android-устройств единый стандарт быстрой зарядки через порт USB Type-C. Несмотря на то что стандарт под названием USB Power Delivery появился ещё три года назад, он до сих пор не получил широкого распространения. Но в скором времени всё может измениться: шаг навстречу Google уже сделала компания Qualcomm, которая сообщила о совместимости Quick Charge 4 с USB PD. За ней наверняка последуют и другие производители.

Особенностью USB Power Delivery является поддержка большого количества профилей, подходящих для зарядки любых устройств, от смартфонов до мощных ноутбуков. Пока работа USB PD предусмотрена в следующих режимах: 5 В/2 А (10 Вт), 12 В/1,5 А (18 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 12-20 В/3А (до 60 Вт) и 12-20 В/4,75-5 А (до 100 Вт). Несмотря на такие возможности и поддержку Google, широкого распространения USB Power Delivery среди Android-смартфонов можно ожидать не раньше чем через пару лет.

Для удобства мы занесли характеристики перечисленных выше типов быстрых зарядок в одну таблицу:

Источник

Технология быстрой зарядки — что это такое?

Функция быстрой зарядки встречается в смартфонах любой ценовой категории и позволяет ускорить процесс восстановления аккумулятора. Объясним, как работает технология, какие стандарты встречаются и есть ли опасность для батареи.

Чем быстрая зарядка отличается от обычной

Быстрая зарядка смартфона отличается увеличенной мощностью (Вт). Это относится к проводным адаптерам и беспроводным платформам. Реализуют прирост скорости, используя специальное зарядное устройство, кабель с увеличенным сечением и контроллер питания. Последний может быть установлен в:

Принцип работы

Разобравшись, чем быстрая зарядка отличается от обычной, расскажем о способах прироста мощности — это делают путем увеличения силы тока (А) и/или напряжения (В). В 2020 году, стандартным адаптером питания считается устройство с показателем 5 В и 2 А, что дает 10 Вт. Быстрой считается ЗУ с мощностью 15/18 Вт. То есть, комбинация 5В/3А или 9В/2А. Её указывают на блоке питания.

Восполнение аккумулятора на максимальной мощности длится порядка 10-30 минут, за которые набирается 50-70% батареи. Это связано с тем, что, когда источник питания “наполняется”, растет сопротивление и нагрев. Повышение температуры приводит к ускоренной деградации АКБ, препятствует этому контроллер питания, который снижает поданную мощность и оставшиеся 30-50% восполняются медленнее.

Такие вендоры как OPPO или Lenovo используют вышеописанный принцип работы БЗ, но применяют его к 2-ум аккумуляторам, установленным в устройстве. К примеру, игровой Lenovo Legion Phone Duel получил общую емкость 5000 мАч, поделенную между двумя АКБ по 2500 мАч. Заряжают их от адаптера питания мощностью 90 Вт. В чем преимущество такого решения:

Качество работы такой системы будет зависеть от расположения элементов внутри корпуса, наличия системы охлаждения.

Типы быстрой зарядки

Чтобы реализовать поддержку БЗ, производители должны установить:

Компании, занимающиеся продвижением фирменной технологии, реализуют только цепь питания, а обратную совместимость с быстрой зарядкой обеспечивают с помощью алгоритмов, заложенных в прошивку устройства, специальных адаптеров и контроллеров.

Далее о видах БЗ, которые встречаются в смартфонах.

Технологии имеют обратную совместимость, но запитать адаптером с поддержкой QC смартфон, который питается от Pump Express, не получится.

Quick Charge от Qualcomm

Первая версия технологии появилась в 2013 году и обеспечивала мощность в 10 Вт (5В/2А). Вторая увидела свет в 2015 и увеличила мощностью до 24 Вт. Алгоритмы Quick Charge 2.0 оказались опасны, влияя на ускоренную деградацию элемента питания. Проблему исправили в QC 3.0, где использовали поступательную регулировку питания с шагом 0,2 В и технологию INOV на базе искусственного интеллекта. Актуальными в 2020 считаются QC 4.0/4.0+ и 3.0. Две первых технологии могут работать с мощностью до 30 Вт.

Quick Charge будет активен при условии его поддержки процессором и зарядным устройством.

Pump Express от MediaTek

Процесс восполнения аккумулятора регулирует адаптер питания. Четвертая версия обеспечивает мощность зарядки до 30 Вт. Поданное на устройство напряжение с 6 В поступательно снижается с 6 вольт до 3, при этом сохраняя силу тока в 5 А на всех этапах зарядки.

Требует установки в девайс совместимого процессора, продвинутой системы питания и фирменного блока.

VOOC от OPPO

Это технология имеет прямой аналог — Dash Charge от OnePlus. Функционирует по принципу, описанному для Lenovo Legion Phone Duel: батарея разделена на несколько ячеек, что сокращает общее время, потраченное на зарядку гаджета. Пользователю необходимо подключить соответствующий адаптер питания.

Другие типы

У большинства производителей есть фирменные решения:

Их принцип работы повторяет или похож с технологиями, описанными выше.

Существует единый стандарт быстрой зарядки USB Power Delivery, который продвигает Google. Он призван снизить число сторонних разработок и привести производителей к универсальному решению. PD поддерживает профили от 10 до 100 ватт и в 2020 году совместим с QC 4.0 и зарядными от Apple.

Для iPhone используют фирменные блоки питания от MacBook, iPad или ЗУ мощностью 18 Вт.

Опасна ли быстрая зарядка для аккумулятора

БЗ сокращает срок службы аккумулятора на 8-10%, что не критично, учитывая экономию времени, проведенного около розетки. В пользу ускоренного восполнения емкости говорит еще 2 факта:

Опасно использовать быструю зарядку если:

О включение и отключении функции

По умолчанию, технология всегда включена и становится активна после подсоединения девайса к блоку питания, Power Bank’у или машинной зарядки с поддержкой соответствующего стандарта.

Отключить функцию можно только в некоторых моделях Samsung и Huawei/Honor:

Другие гаджеты достаточно подключить к адаптеру питания без поддержки быстрого режима.

Сетевые адаптеры с быстрой зарядкой

ЗУ бывают фирменными или выпущенными сторонними компаниями при наличии лицензии от производителя. В зависимости от комплектации, адаптеры сразу кладут в коробку с устройством.

Для Samsung

На официальном сайте компании блок с поддержкой Super Fast Charging 2.0, мощностью 45 Вт, продается за 3490 рублей. За эту цену покупатель получает зарядку и кабель со штекерами USB Type-C на двух концах.

Для Apple

В комплекте с iPhone 11 Pro и 11 Pro Max быструю зарядку кладут в комплект. Блоки питания продаются отдельно: на 18 Вт за 2930 рублей, на 30 Вт 4550 рублей. Дополнительно придется докупить совместимый кабель формата USB-C/Lightning или USB/Lightning, который обойдется в 1800 рублей.

Поддержка быстрой зарядки будет означать, что пользователь проведет меньше времени возле розетки, сможет быстрее вернуться к игре или на 15 минут забежав домой, пополнить аккумулятор девайса на 30-40%. Вред от БЗ минимальный, а от повреждения устройства пользователя спасает встроенный контроллер питания.

Источник