Технология быстрой зарядки: что это? Особенности технологии быстрой зарядки

Разряжаются телефоны обычно в самый неподходящий момент, когда времени на зарядку катастрофически мало. Мы включаем первую попавшуюся зарядку с проводком и ждем... Иногда заряд происходит быстро, а иногда предательски долго, и через некоторое время опять остаемся без связи.

Рассмотрим процесс заряда телефона, все его составляющие. И попробуем дать рекомендации, которые помогут правильно выбирать зарядные устройства и всегда оставаться на связи.

Современные устройства связи заряжаются от 5 Вольт, именно это напряжение присутствует на выходе USB разъема компьютера, роутера, телевизора и так далее. Таким разъемом, как правило, снабжаются зарядные устройства, вставляемые в розетку. Но помимо напряжения важным параметром является ток, которым происходит заряд.

Если говорить про компьютер, то стандартным максимальным значением тока для USB 2.0 является 0.5 А (ампер), что очень не много для современных устройств. Если устройство для заряда требует больший ток (1-2 А), то зарядка будет проходить мучительно долго, и может не завершиться никогда.

Другой стандарт USB 3.0 (разъем обозначается синим пластиком внутри) обеспечивает ток до 1 А, что уже гораздо лучше, но такие разъемы есть только на современных компьютерах (телевизоры, роутеры и другие устройства обычно снабжаются разъемом стандарта USB 2.0 или вообще USB 1.1). То есть, если нам требуется зарядить телефон от компьютера, следует по возможности выбирать синий разъем стандарта USB 3.0, устройство зарядится гораздо быстрее.

Не случайно универсальные зарядные устройства имеют разную цену, в большинстве случаев они отличаются максимально возможным током заряда - чем выше цена, тем, как правило, больше ток, соответственно, потенциально меньше время заряда устройства (в данном случае не учитываем наценку за бренд и дизайн).

Конечно, важно знать возможности своего устройства, чтобы выбрать зарядку с требуемыми параметрами. Как правило, большинство производителей указывает максимальный ток 1 А. Но далеко не все реально его обеспечивают. Чтобы сравнить разные зарядные устройства, воспользуемся тестером, показывающим ток и напряжение, а также имитацию потребителя с различным током потребления.

В идеале зарядное устройство должно выдавать 5 Вольт и максимальный ток, который способно потребить заряжаемое устройство. Но в реальности картина отличается. Для исключения влияния кабеля, соединяющего зарядное устройство и телефон, тестер будем подключать напрямую к зарядному устройству.

Тест 1 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение на 120 мВ ниже заявленного и ток меньше на 70 мА.

Тест 2 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток отличается от заявленного всего на 40 мА.

Тест 3 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток соответствует заявленному.

Тест 4 (заявлено 5 Вольт и 0.7 А):

Напряжение и ток существенно меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.

Тест 5 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Напряжение и ток соответствуют заявленным.

Тест 6 (параметры не обозначены):

Напряжение и ток меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.

Тест 6 (зарядное устройство, совмещенное с блоком розеток, заявлено 5 Вольт и 2.4 А):

Весьма приличные параметры.

Тест 7 (зарядное устройство, совмещенное с тройником розеток, заявлено 5 Вольт и 1 А):

Очень хорошие показатели.

Как видим, не все производители сумели обеспечить заявленные характеристики, и в тех случаях, где напряжение ниже нужного и ток меньше, мы, естественно, получим более долгую зарядку телефона или планшета.

Вторым важным элементом в процессе заряда является кабель, соединяющий зарядное устройство с телефоном. Существует множество вариантов таких кабелей, есть даже с подсветкой. Однако основным их параметром является материал токопроводящих жил (желательно медь) и толщина жилы (чем толще, тем меньше кабель будет влиять на процесс заряда). Протестируем несколько кабелей.

Тест 0 (тестер подключен напрямую к зарядному устройству):

Тест 1 (кабель, идущий в комплекте с телефоном Sony Xperia Z3):

Неплохой кабель для тока 1 А, при 2 А возникает перегруз и потеря параметров.

Тест 2 (кабель, купленный отдельно):

Хороший кабель для 1 А, потеря параметров при 2 А.

Тест 3 (кабель купленный отдельно):

Плохой кабель, зарядка будет идти очень медленно.

Тест 4 (кабель, купленный отдельно):

Лидером быстрой зарядки, по данным phonearena.com , является Samsung Galaxy S6 (1 час 18 минут при емкости батареи 2 550 мАч). На втором месте Oppo Find 7a (1 час 22 минут при емкости батареи 2 800 мАч), на третьем месте Samsung Galaxy Note 4 (1 час 35 минут при емкости батареи 3220 мАч),

На четвертом месте Google Nexus 6 (1 час 38 минут при емкости батареи 3 220 мАч), на пятом месте HTC One M9 (1 час 46 минут при емкости батареи 2 840 мАч). Также технологию быстрой зарядки поддерживают: LG G3,OnePlus One, Samsung Galaxy S5, LG G4, Samsung Galaxy Note 3, Apple iPhone 6, Motorola Moto G, Sony Xperia Z3 и ряд других.

Так что, если важна скорость зарядки, стоит выбирать телефоны с поддержкой технологии QuickCharge.

Естественно, быстрая скорость заряда возможна только при использовании качественных зарядных устройств и кабелей, поддерживающих требуемые токи и напряжение. Конечно, лучше использовать зарядное устройство, идущее в комплекте с телефоном. Но если оно покупается отдельно, то при выборе стоит учитывать выше описанные параметры.

Когда-то в телефонах были слабые аккумуляторы, поэтому они заряжались достаточно быстро. С тех пор их ёмкость выросла примерно в 5-10 раз, и на столько же должно было увеличиться время их зарядки. Производители решают эту проблему разными способами, но их возможности ограничены, ведь они стараются придерживаться установленных стандартов.

Большая часть смартфонов заряжаются от зарядных устройств, которые выдают напряжение 5 вольт с силой тока в пределах от 0,5 до 2 ампер. Тем не менее, существуют технологии ускоренной зарядки, обеспечивающие повышенный вольтаж и силу тока. Принцип работы любого аккумулятора основан на электрохимическом процессе, который позволяет накапливать энергию, а затем отдавать её. В современных мобильных устройствах чаще всего используются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, которые обладают высокой ёмкостью и низким саморазрядом. У них немало недостатков - со временем они постепенно теряют номинальную ёмкость, а при нагревании и повреждении могут воспламеняться.

В основе технологии быстрой зарядки лежит принцип подачи максимально допустимого напряжения при такой силе тока, которая позволяет как можно быстрее набрать заряд. При этом важно, чтобы аккумулятор не повреждался, не выходил из строя и не терял своих характеристик. Напряжение подбирается индивидуально для каждого устройства и условий зарядки и может повышаться или понижаться. В случае с технологией Qualcomm Qiack Charge зарядка осуществляется при напряжении от 3,6 до 20 вольт с шагом 0,2 вольта и силой тока до 3 ампер. Контроллер, встроенный в процессор, анализирует несколько параметров, в том числе температуру аккумулятора, и позволяет ограничивать или усиливать подачу энергии. Аналогичным образом заряжаются устройства с использованием большинства других технологий.

Компания Oppo изобрела фирменную технологию ускоренной зарядки VOOC Flash Charging, которая работает иначе. Зарядное устройство отдаёт ток напряжением 5 вольт с силой 4,5 ампера на аккумулятор с 8 контактами. Батарея разделена на несколько ячеек, и энергия равномерно распределяется между ними. Эта технология позволяет «бережно» заряжать аккумуляторы, не подвергая их риску перегрева даже в случае сбоя или выхода из строя контроллера.

Существуют и более радикальные решения - например, зарядка аккумулятора за несколько секунд. Эта технология далека от совершенства - батарея разряжается в несколько раз быстрее и она очень недолговечная.

Зарядные устройства с поддержкой технологий ускоренной зарядки универсальны - ими можно заряжать смартфоны любых производителей, в том числе старые модели. Вряд ли стоит ждать резкого прорыва в технологиях ускоренной зарядки. Скорее всего, они будут постепенно совершенствоваться, и уже через несколько лет общепринятой нормой станет полная зарядка смартфона в течение получаса или ещё быстрее.

Сейчас посетители РулСмарта часто задают вопрос такого плана, мол, ккак включить быструю зарядку на смартфоне. Конечно, бывают и такие, кто хочет её отключить. В обеих случаях все это выглядит достаточно интересно, если не комично.
Сначала, давайте, разберемся, что к чему. Технология быстрой зарядки позволяет повысить скорость заполнения ёмкости аккумулятора, зачастую, кратно. Актуальна эта технология, по большей мере, для аккумуляторов с ёмкостью свыше 3000 мА/ч. Все, что ниже - не имеет смысла, там можно использовать 1А.

Как включить быструю зарядку

Если Ваш смартфон не поддерживает эту технологию, то никак. Ну, нельзя включить программно то, что аппаратно не поддерживается. Но не расстраивайтесь, Вы можете взять более мощный блок питания, если в к комплекте, поставляется 1А, то возьмите на 2 А и примерное вдвое время на зарядку сократится. Но е забывайте, что это не добавит «жизни» аккумулятору», а сократит его эксплуатационный срок.
А теперь перейдем к рассмотрению самой технологии. На деле, «фишечка» называется Quick Charge – это разработка компании Qualcomm, которая стала первой среди стандартов быстрой зарядки. Технология базируется на увеличении силы тока. Ничего нового, просто небольшие программные доработки с минимумом движения по «железу».

• Quick Charge 2.0: заряд аккумулятора до 50% происходит приблизительно за 30 минут


• Quick Charge 3.0: аккумулятор заряжается до 80% около 35 минут


• Quick Charge 4.0: эффективнее предыдущей версии на 20% и почти не нагревает корпус.

Всё «шаманство» сосредоточено в самом блоке питания, при этом управление отдано на откуп процессору (от Qualcomm, разумеется). Здесь была проведена существенная аппаратная работа.
Основная функция Quick Charge - это распознавание текущего состояния аккумулятора и правильная регулировка питания. В таком случае, зарядка от 0 до 60% будет гораздо быстрее, чем от 60 до 100%. При таком раскладе, от 0 до 50% аккумулятор «заполнится» за 30 минут, а продуманное регулирование мощности не позволит высокому напряжению и току нанести вред аккумулятору.

Какие смартфоны поддерживают быструю зарядку?

К таким смартфонам относятся, например, Xiaomi Mi6, Xiaomi Mi Max, HTC 10, Meizu MX6, LG G6, Moto X Force, Galaxy S8 и многие другие. В любом случае, на сайте Qualcomm представлен исчерпывающий список.

Как отключить быструю зарядку

Далеко не каждый девайс может похвастаться возможностью программного отключения быстрой зарядки. Тем не менее, если такая возможность есть, то просто зайдите в раздел Настройки- Аккумулятор (Питание или Батарея), там можно будет настроить все это дело. Кроме того, Вы можете просто начать пользоваться обычным адаптером с 1А, который будет заряжать Ваш гаджет долго, но не сократит настолько эксплуатационный срок аккумулятора. К слову, быстрая зарядка еще приводит к излишнему нагреву, что не есть хорошо.

Емкость аккумуляторов современных смартфонов постоянно растет, но и энергопотребление тоже увеличивается. Увеличение объема батареи положительно сказывается на автономности, но приводит к увеличению времени зарядки. Если аппарат вроде первого iPhone или HTC HD2 можно было зарядить от порта USB 2.0 за 2 часа, то сейчас какой-нибудь Lenovo Vibe P2 потребует на это около 10 часов. Чтобы сократить время пребывания на зарядке, производители активно внедряют поддержку функции быстрой зарядки.

Быстрая зарядка в смартфоне - это технология, которая работает по принципу увеличения силы тока, который подается на батарею от блока питания. Изначально блоки питания для зарядки мобильных устройств выдавали напряжение 5 В с силой 500-1000 мА. Но при таких параметрах теоретически за час можно восполнить на более 1000 мАч емкости аккумулятора смартфона. На практике это значение еще меньше, так как чем больше заряжена батарея - тем сильнее приходится уменьшать силу тока.

Самым первым способом ускорить процесс зарядки стало повышение силы тока. Ранние технологии позволили выдавать силу тока до 2 ампер, при напряжении 5 вольт, что давало мощность в 10 ватт. Однако дальше двигаться таким путем оказалось сложно: для больших токов требуются толстые провода, так как от этого зависит сопротивление жил. С некачественным кабелем даже 2 А получить нелегко, так как возникнут просадки.

Использовать кабель с большим сечением жил проблематично, поэтому производители решили пойти путем увеличения напряжения, при сохранении прежней силы тока. Однако литиевые аккумуляторы требуют для заряда напряжения в узком диапазоне, подать «чистые» 12 В на контакты нельзя. Чтобы решить проблему, были разработаны специальные контроллеры заряда, которые встраиваются в чипсет или на материнскую плату. Они принимают напряжение выше 5 вольт, преобразуя его в оптимальное для аккумуляторных ячеек.

Виды быстрой зарядки для смартфонов

Для того, чтобы повысить скорость зарядки, производители комплектующих для смартфонов разрабатывают новые технологии быстрой зарядки. Компания Qualcomm предлагает QuickCharge, у MediaTek имеется конкурирующая PumpExpress, а у OPPO – аналог под названием VOOC. Samsung предлагает пользователям Fast Adaptive Charging. В смартфонах Asus имеется поддержка Asus BootMaster, в Motorola – TurboPower, а в Huawei - SmartPower.

Актуальные поколения QuickCharge и PumpExpress способны использовать разные напряжения, блоки питания могут выдавать от 5 до 12 В. Зарядное устройство взаимодействует с контроллером заряда, от которого получает «подсказки», какой ток и напряжение следует выдать в данный момент. Может использоваться как ступенчатое регулирование (5, 9, 12 В и т.д.), так и плавное (от 3,2 до 20 В, с шагом 200 мВ, применяется в QuickCharge 3.0).

Так как за беспроводную зарядку отвечает чипсет, то именно от него зависит тип используемой технологии. Самостоятельными можно считать методы Qualcomm, Samsung, Mediatek, Huawei, то есть, компаний, производящих чипсеты. Особняком стоит VOOC от Oppo. Она реализована за счет использования многоячеечных аккумуляторов, способных заряжаться параллельно. За счет этого «залить» 2500 мАч можно всего за 15 минут.

Другие технологии быстрой зарядки- это, как правило, вариации на базе QuickCharge, названные другим именем. А в целом - все они используют один принцип: сначала блок питания постепенно увеличивает ток и напряжение, подбирая максимально возможные параметры, потом на максимальной мощности происходит зарядка до 50-70 % емкости, а дальше - идет плавное снижение силы тока и напряжения.

Вредна ли беспроводная зарядка в смартфонах?

Литиевые (литий-ионные и литий-полимерные) аккумуляторы смартфонов чувствительны к силе заряда. Использование некачественного ЗУ, зарядка и разрядка с чрезмерно большими токами могут сокращать их ресурс, поэтому имеют место утверждения о вредности быстрой зарядки.

На самом деле, контроллер питания - достаточно сложно устройство, которое способно подбирать оптимальный режим пополнения емкости. Пока плотность заряда в ячейке аккумулоятора невысокая - он подбирает максимально возможную мощность зарядки. С повышением плотности химические процессы в аккумуляторе ускоряются, усиливается нагрев (а вредит именно он). Контроллер фиксирует это и уменьшает мощность питания, чтобы предотвратить нагрев. Как итог, температурный режим поддерживается в норме, негативное воздействие на аккумулятор сводится к минимуму.

Может ли смартфон взорваться из-за быстрой зарядки?

В интернете часто всплывают новости о взрывах смартфонов, а страшилки про то, что это происходит из-за быстрой зарядки, очень распространены. В теории такое действительно возможно, однако часто проблема - не в технологии быстрой зарядки, а в неисправном оборудовании. Использование некачественных блоков питания и кабелей, пользование смартфонов с поврежденным аккумулятором, деформированным корпусом и т.д. - вот главные причины взрывов и возгораний.

Чтобы избежать пожара, взрыва или просто вздутия аккумулятора - достаточно соблюдать несколько простых правил. Нельзя накрывать заражающийся смартфон подушкой или другим предметом, оставлять его заряжаться на нагретом летним солнцем подоконнике или панели автомобиля. Также не рекомендуется использовать кабели и блоки питания сомнительного происхождения.

Любую новую технологию консервативно настроенная публика воспринимает в штыки, придерживаясь пессимистичных взглядов. Буквально сразу же после появления устройств с QuickCharge нашлось немало тех, кто заявил, что быстрая зарядка вредна для смартфона. Вызваны эти предрассудки неполнотой информации. Как правило человек, заявляющий что быстрая зарядка ускоряет износ батареи, знает, что большие токи вредны аккумулятору, но не знает, насколько большие токи ему вредны, и что это в основном касается финальной стадии процесса. На деле же все немного иначе.

Так убивает ли быстрая зарядка батарею

В предыдущей статье мы упоминали, что на максимальной мощности аккумулятор заряжается не до конца, а всего лишь до около 50-70% емкости. В дальнейшем токи снижаются до таких же, как при обычной зарядке. Именно поэтому смартфон с технологией QuickCharge может зарядиться до 50% всего за полчаса, а вот до 100% его придется заряжать около 2 и больше часов. На обычной же зарядке если за час будет залито 50%, то на 100% батарея зарядится примерно за 2,5-3 часа. Таким образом, цель современных технологий быстрой зарядки — не «загнать» в батарею 100% заряда за минимальное время, а сделать снижение токов более резким . Ее задача — быстро «закачать» максимально возможный объем энергии, который не навредит аккумулятору . Когда порог уже достигнут — дозаряжается смартфон самой обычной «медленной» технологией.

Если быстрая зарядка сама по себе не вредит аккумулятору смартфона, то может возникнуть вопрос: а откуда же все те люди, которые заявляют, что у них лично из-за быстрой зарядки смартфон стал работать на одном заряде вдвое меньше? Но и этому явлению есть рациональное объяснение: быстрая зарядка смартфону не вредит, но ее неправильное использование может ускорить износ батареи . Если проводить аналогию с лекарством, то правильно назначенный антибиотик эффективно убивает болезнетворные микробы, но если полный курс лечения не пройден — у недобитых бацилл выработается иммунитет и они перестанут бояться препарата.

Причиной ускоренного износа батареи смартфона, поддерживающего QuickCharge, становится нетерпеливость пользователя . Обычная, медленная зарядка приучает нас заряжать аппарат каждую ночь или раз в две-три ночи (если это какой-нибудь Redmi Note 4X или Moto Z Play). А вот с QuickCharge пользователь привыкает, что три раза зарядить аппарат до 50% — быстрее, чем один раз до 100% (суммарно 1,5-2 часа, вместо около 2,5-3). В итоге, зная, что когда девайс разрядится — его можно подзарядить за полчаса и нагружать еще полдня, пользователь привыкает активнее использовать устройство и чаще его заряжать.

Частые разрядки-зарядки — вот что вредит батарее и уменьшает срок ее службы . Средний ресурс аккумуляторов смартфонов до начала потери емкости свыше 10% обычно составляет около 500 циклов, а дальше емкость начинает уменьшаться экспоненциально. То есть, если за 500 циклов заряда-разряда ячейка потеряет около 10%, то за 1000 циклов падение составит не 20%, а больше. Если заряжать аппарат раз в день, эти 500 циклов пройдут за 1-1,5 года. Но так как пользователь начинает разряжать и заряжать аппарат чаще, то на них уходит заметно меньше времени. Как итог, через полгода-год батарея имеет не 90-95% начальной емкости, а куда меньше.

В теории, если не заряжать батарею до 100%, а останавливаться на 70-80% — количество циклов до потери емкости увеличивается. Некоторые специалисты даже советуют никогда не заряжать аппарат до 100%, снимая его с зарядки раньше. Однако в условиях, когда аппаратом пользуются в ходе зарядки, он начинает сильнее греться, а увеличение температуры нивелирует все преимущества недозаряда.