Пока инженеры различных компаний разрабатывают батареи нового поколения, способных обеспечить мобильным девайсам месяцы (а то и годы) автономной работы, производители нашли способ временно решить проблему малой емкости аккумуляторов в своих девайсах – они нашли способ восполнять заряд буквально в считанные минуты благодаря технологии быстрой зарядки.
Казалось бы, технология Fast Charge сможет облегчить жизнь пользователей с гаджетами до момента создания аккумуляторов нового поколения, но тут появилась другая проблема – как это часто бывает в современном мире, камнем преткновения стала банальная жадность боссов технобрендов – никто не захотел делиться своими наработками.
В результате это отразилось на конечном пользователе, получившим уйму стандартов быстрой зарядки, которые почти несовместимы друг с другом. Несмотря на то, что этот вопрос остается неразрешенным долгое время, о самых распространенных стандартах быстрой зарядки, их отличиях, недостатках и преимуществах сегодня и поговорим.
Как работает БЫСТРАЯ ЗАРЯДКА в смартфонах?
Что «такое быстрая зарядка» и как работает
Для быстрой зарядки в первую очередь необходим источник питания повышенной мощности. Так, если в обычных зарядных гаджетах сила тока и напряжение равны максимум 2-2.5 А и 5 В соответственно, быстрые адаптеры выдают до 5 А и 20 В.
Кроме мощной подзарядки, все это было бы невозможно без специального контролера, установленного в самом смартфоне, который передает информацию о текущем состоянии аккумуляторной батареи на источник питания, а тот в свою очередь регулирует выходную мощность, уменьшая или наоборот повышая напряжение и силу тока.
Стоит отметить следующую особенность всех протоколов быстрой зарядки: наверняка вы уже не раз слышали, как при описании того или иного нового девайса производитель обязательно напомнит о времени восполнения первых 50% емкости батареи – это своего рода хитрость со стороны маркетологов, так как быстрее всего заряжается пустой аккумулятор, далее смартфон искусственно снижает напряжение во избежание перегрева и уменьшения деградации батареи.
Смотрите также: Motorola выпустит смартфон с мощным аккумулятором
Qualcomm Quick Charge
Начнем с технологии под названием Quick Charge от производителя чипов для мобильных девайсов Quаlcomm. На такущий момент мир увидела уже третья версия Quick Chаrge (QC 1.0 появилась в 2013 году). Новинка показывает потрясающие результаты, обходя показатели эффективности обычных зарядок почти в 5 раз (номинально QC 3.0 способна дать 24 Вт мощности с micrоUSB и 36 Вт с USB Typе-C, хотя на практике третье и второе поколения Quаlcomm Quick Chаrge обеспечивают 18 Вт). Сегодня эту технологию можно увидеть во многих девайсах среднего и высшего ценовых сегментов, у последних представителях линейки Gаlaxy S, флагманах, HTC, Asus и др.
XiaoMi быстрая зарядка от 10 до 120W все ступени и варианты быстрой Turbo зарядки
Super Charge
Похожие параметры и у разработанной компанией Huаwei технологии Super Charge. При силе тока 5 А и напряжении 5 В максимальная мощность достигает 22.5 Вт, что позволяет зарядить аккумуляторную батарею емкостью 4000 мАч до 57% за 30 минут.
TurboPower
Но не все стандарты быстрой зарядки проприетарны: Motorola создала технологию TurboPower, которая построена на базе Quick Charge 2.0, поэтому имеет обратную совместимость с разработкой Qualcоmm. Да, между ними есть разница, но для простых потребителей единственным отличием является только более высокая мощность у разработки Motоrola – 25.8 Вт против 18 Вт у Quick Chаrge 2.0.
MediaTek Pump Express
Другой флагман на рынке мобильных процессоров — компания MediаTek, которая также может похвастаться собственной технологией быстрой зарядки, имя которой Pump Exprеss. Она является прямым конкурентом Quick Chаrge и уже успела обзавестись четвертой версией. К обязательным условиям для поддержки данного стандарта — это совместимый с его протоколом чип и наличие порта USB Typе-C. Преимуществом Pump Exprеss можно считать то, что он заряжает аккумулятор напрямую, не прибегая к встроенному контроллер смартфона: функции по контролю температуры и напряжения берет на себя сетевой адаптер питания.
Смотрите также: Путеводитель по компактным смартфонам. От iPhоne SE до Galaxy A01
Adaptive Fast Charging
Sаmsung не могли остаться в стороне от такого перспективного тренда по скоростной зарядке. Их детище занимает одну из наиболее высоких позиций на рынке среди всех мобильных гаджетов, поддерживающих быструю зарядку. Adаptive Fast Charging обеспечивает мощность 15 Вт и ей снабжены только флагманы компании (линейка Gаlaxy S начиная с S6 и линейка Nоte, начиная с 4-го поколения).
Super mCharge
И, пожалуй, самый перспективный стандарт быстрой зарядки – это Supеr mChаrge от китайского производителя смартфонов Meizu. На выставке MWC 2017 компания показала прототип 55 Вт мощности, полностью зарядив аккумулятор на 3000 мАч всего за 20 минут. В отличие от всех вышесказанных технологий, для функционирования Supеr mChаrge требуется не только поддерживаемый смартфон и соответствующий адаптер питания, но и специальный кабель, который может выдержать столь высокое напряжение.
VOOC Flash Charge
Отдельно стоит упомянуть о технологии VOOC Flаsh Charge, которая может выдавать мощность 25 Вт при силе тока 4.5 А и напряжении 5 В. Этот стандарт был разработан компанией OPPО для своих флагманских девайсов и в последствии лег в основу Dаsh Charge от OnePlus. Суть технологии в том, что в мобильном гаджете используется 8-контактный аккумулятор, разделенный на несколько ячеек. Они заряжаются параллельно, поэтому стандарт VOOC Flаsh Charge считается более безопасным.
Смотрите также: Как прошить LG: смартфон или планшет
Опасна ли быстрая зарядка для аккумулятора
Во избежание поломки своих девайсов и создания пожароопасных ситуаций, надо использовать комплектные (либо сторонние, но обязательно сертифицированные) аксессуары для быстрой зарядки. Какие бы чудеса вы не слышали и не видели красивые заголовки в сомнительных интернет-магазинах, на Aliеxpress и др., помните, что лучше один раз переплатить, чем потом нести убытки.
Также, чтобы батарея дольше сохранилась, необходимо использовать подзарядку, максимальный выходной ток которой не превышает часовую емкость аккумулятора. Если батарея на 4000 мАч, сила тока адаптера не должна быть больше 4 А. Под эти параметры попадают большинство стандартов Fаst Charge, а те, которые не попадают, могут только увеличивать износ аккумуляторной батареи.
Совместимость стандартов
Как уже было упомянуть ранее, большинство технологий скоростной зарядки несовместимы. Исключение только Quick Chаrge 2.0 и построенная на ее базе TurbоPower от Lenоvo. Также флагманские девайсы от Sаmsung, работающие на чипах Qualcomm, поддерживают несколько стандартов: фирменный Adаptive Fast Chаrging и Quick Chаrge 2.0.
Если подзарядить девайс, который не поддерживает быструю зарядку, адаптером питания повышенной мощности, ничего страшного не случится. Все скоростные зарядные девайсы могут работать в стандартном режиме, где сила тока ограничивается 2-3 А, а напряжение – 5 В.
Единый стандарт быстрой зарядки
Gоogle уже несколько лет назад показала свою собственную технологию USB Power Delivеry, планируя объединить разные стандарты скоростной зарядки. К сожалению, продукт не смог стать массовым. Quаlcomm первыми объявили о сотрудничестве, сделав Quick Chаrge 4.0 обратно совместимой с USB Powеr Dеlivery.
Источник: 4apk.ru
Всё о быстрых зарядках для смартфонов: какие есть стандарты и чем они отличаются
В характеристиках смартфонов всё чаще указывают быструю зарядку. Производители демонстрируют малоинформативные показатели мощности и обещают моментальное восполнение аккумулятора. Но что скрывается за маркетинговыми обещаниями на самом деле, что действительно можно считать быстрой зарядкой? Давайте разбираться, с чего всё начиналось и к чему привело желание тратить на зарядку смартфонов как можно меньше времени.
Telegram-канал создателя Трешбокса про технологии
Полный список смартфонов, поддерживающих ту или иную технологию быстрой зарядки, доступен в отдельной статье.
Теория USB
Суть и предназначение USB отражено в аббревиатуре, Universal Serial Bus или универсальная последовательная шина создана для лёгкого подключения периферии к компьютерам. Спектр устройств невероятно обширный: от простых мышек и клавиатур до аудиоустройств, накопителей информации и ещё более сложного оборудования. Ключевая идея в универсальности и повсеместной стандартизации: все устройства должны быть совместимы между собой, как минимум, электрически. Второй момент — пользователь не должен задумываться о том, какое устройство он подключает: опознание и настройка — задача интерфейса.
Одним из ноу-хау интерфейса стала возможность питания периферии непосредственно от порта без дополнительных проводов и внешних блоков питания. Примите к сведению: напряжение питания равняется 5 вольтам, а ток варьируется от 0,5 ампера в USB 2.0 до 0,9 ампера в версии 3.0, принятой в 2008 году. Этого достаточно для обеспечения электричеством подавляющего большинства нетребовательных устройств. Также стандарт допускает дополнительное питание в особых случаях, яркие примеры: принтеры, 3,5-дюймовые жёсткие диски.
В привычном кабеле USB 2.0 всего 4 провода: два из них отвечают за питание, а ещё по двум передаётся информация. Это основа стандарта, на которую мы будем опираться в ходе повествования. С развитием интерфейса добавляются дополнительные контакты. Например, в miniUSB и microUSB есть пятый контакт для запуска режима хоста, а большие скорости в версии 3.0 потребовали 9 контактов. Современный Type-C ещё более хитрый и, за счёт симметричности и большей функциональности, содержит до 24 контактов.
Сказ о зарядке по USB: спецификация Battery Charging
Вспомните телефоны из начала нулевых, у каждого производителя была своя уникальная зарядка: круглый штекер у Nokia, громоздкий и сложный на вид у Sony Ericsson и ещё десяток вариаций у остальных компаний. Для подключения к компьютеру могли использоваться дополнительные разъёмы со своими собственными кабелями.
Полная неразбериха и разобщённость создавала кучу неудобств с поиском подходящей зарядки — кажется, это то самое время, когда фанатам одного бренда стоило держаться вместе. Идея объединить всех производителей и создать универсальную зарядку витала в воздухе, USB отлично подходил на эту роль. Специально для портативных гаджетов были разработаны уменьшенные штекеры: сначала miniUSB, затем microUSB и вершина эволюции — Type-C. Как известно, компания Apple продолжила использовать собственные порты 30-pin и Lightning, но они соответствуют стандартам USB.
Но, как мы уже знаем, изначально USB способен питать только нетребовательную периферию. Например, на полную зарядку скромного аккумулятора ёмкостью 1500 мАч через стандартный USB 2.0 или USB 3.0 уйдёт от 2 до 3,5 часов — это непозволительно долго. Как следствие, производители начали искать способы увеличения передаваемой мощности.
Результатом явилась новая спецификация USB Battery Charging, доступная всем компаниям, использующим интерфейс. Первая версия вышла в 2007 году, актуальный вариант — USB BC 1.2 — принят в 2010 году. Одно из нововведений — специальный полноразмерный разъём с повышенной отдачей по току до 1,5 А для компьютеров (это фактически трёхкратный прирост). Такие порты обозначены пиктограммой молнии, посмотрите на свой ноутбук, скорее всего, один из полноразмерных USB именно такой.
Главным же достижением стало теоретическое увеличение максимального тока до 5 А для сетевых зарядок — это десятикратный прирост относительно базовой версии USB. На первом этапе важным требованием стало сохранение форм-фактора для совместимости с имеющимся парком устройств.
С учётом этого инженеры пошли на хитрость: маркером зарядного режима являются замкнутые контакты передачи данных, которые не используются во время зарядки. На деле процесс зарядки аккумулятора чуть сложнее, чем может показаться, и нуждается в контроле и регулировании. За это отвечает небольшая микросхема-контроллер.
Первостепенная задача — определение возможностей подключенного зарядника и согласование безопасной мощности питания. Затем, уже в процессе зарядки, контроллер непрерывно отслеживает сразу несколько параметров, в числе которых: ток, напряжение источника и аккумулятора, температура батареи. Это залог безопасности: при перегреве аккумулятора контроллер может снизить ток или полностью отключить питание.
Все смартфоны и планшеты без поддержки быстрой зарядки используют USB Battery Charging или собственные надстройки, совместимые или основанные на нём. На практике производители портативной техники ограничились наращиванием тока зарядки до 2,4 А при стандартных 5 В, то есть, до 12 Ватт. Яркий пример — старые поколения Apple iPad. В лагере Andoid большей популярностью пользовались зарядные устройства на 5 В и 2 А. Ими снабжались многие флагманские смартфоны 2012-2014 годов, подавляющее большинство планшетов; сейчас — это удел бюджетников.
Ускоряемся: Quick Charge, как он есть
Со временем ёмкость аккумуляторов росла, энергопотребление увеличивалось, а мощность зарядки оставалась на уровне 10-12 Вт. Как следствие, флагманы 2013-2014 годов с аккумуляторами на 3000 мАч заряжаются около 3 часов — это непозволительно долго. В поисках решения проблемы производители не стали кооперироваться, породив ворох несовместимых между собой стандартов. Более того, некоторые компании за прошедшие годы создали по несколько принципиально разных стандартов с разными настройками, опять-таки несовместимыми между собой. Посудите сами: Qualcomm Quick Charge, Samsung Adaptive Fast Charging, Huawei SuperCharge, OPPO VOOC, OnePlus Dash Charge, MediaTek Pump Express — это только часть технологий, которые первыми приходят на ум.
Чтобы не распыляться на маркетинговые уловки, предлагаю останавливаться только на самых важных особенностях. Тем более, в основе всех стандартов лежит один из двух принципов. В первом случае разработчики пошли на повышение напряжения зарядных устройств, оставив силу тока на уровне 2 А. Во втором принципе увеличение мощности происходит за счёт наращивания силы тока при стандартных 5 В.
Самая известная технология — Quick Charge от Qualcomm. Первая версия (1.0), представленная в 2013 году, предлагает всего лишь 10 Вт мощности (5 В и 2 А), вследствие чего не получила должного распространения.
Начиная с версии QC 2.0, представленной в 2015 году, инженеры Qualcomm пошли по первому пути и расширили диапазон напряжений от 5 до 20 вольт при силе тока до 3 А. В этой версии напряжение регулируется ступенчато, всего 4 фиксированных значения. Это неоптимально с точки зрения эффективности и тепловых потерь. В 2016 году с выходом QC 3.0 эффективность улучшили добавлением плавной регулировки напряжения с интервалом 0,2 В. Версия 4.0 стала совместима с новейшим стандартом Power Delivery, а QC 4.0+ расширили профилем USB-PD 3.0 PPS. Причём, Power Delivery имеет приоритет над протоколом Quick Charge.
Распространенность чипсетов от Qualcomm позволила Quick Charge стать по-настоящему популярным. Соответствующие адаптеры — не редкость, поэтому многие другие производители сделали ставку на технологии Qualcomm. Так, Samsung Adaptive Fast Charging, появившаяся в Samsung Galaxy S6, опирается на QC 2.0 и совместима с ним. Последующие стандарты быстрой зарядки от Samsung тоже используют наработки Qualcomm.
То же самое касается смартфонов и планшетов Huawei и HONOR, которые в своём большинстве совместимы не только с собственным стандартом SuperCharge, но и с QC и даже PD. Все версии Qualcomm QC и его модификации имеют обратную совместимость. А значит, смартфон с QC 4.0 будет быстро заряжаться от адаптера QC 2.0 и наоборот.
Своё решение подготовили в MediaTek, стандарт Pump Express предназначен для смартфонов на базе чипов от тайваньского гиганта. Начиная с версии «Plus», принцип работы и эволюция стандарта повторяет Quick Charge от Qualcomm: несколько фиксированных уровней напряжения в первых версиях и ступенчатая регулировка в последующих редакциях, а также стандартная сила тока на уровне 1-2 ампер. Но будьте внимательны, смартфоны с MediaTek PE не всегда совместимы с зарядками Qualcomm QC, спасение — поддержка Power Delivery 3.0 в Pump Express 4.0.
Повышенное напряжение и ступенчатая регулировка усложняют контроллер питания на стороне смартфона и зарядное устройство. С другой стороны, относительно небольшая сила тока позволяет использовать обычные кабели от смартфонов с 5 В и 2 А.
По другую сторону от Qualcomm Quick Charge и подобных находятся технологии с увеличенной силой тока при стандартных 5 В. Самый яркий представитель — OPPO VOOC, все достоинства и недостатки подхода, а также сама технология рассмотрены в отдельной статье. Обратите внимание, DashCharge от OnePlus — это то же самое, что и VOOC 2.0, а недавно вышедший WarpCharge соответствует VOOC 4.0. Значимый недостаток всех стандартов от OPPO — несовместимость с Qualcomm Quick Charge и Power Delivery.
На практике мощность быстрых зарядок находится в интервале от 15 до 20 Вт. Сегодня можно встретить смартфоны, предлагающие и 30 Вт, и 45 Вт, и даже большую мощность — всё это дополнительные надстройки, которые мы не будем разбирать в этом материале.
К чему пришли: Power Delivery
Все вышеперечисленные быстрые зарядки решают поставленную задачу, но не соответствуют спецификациям USB, являясь своего рода хаком. Однако у консорциума USB есть подходящее решение: Power Delivery — новый стандарт электропитания через USB, призванный свести на нет текущую неразбериху. Впервые стандарт предложили ещё в 2012, но нас интересует вторая ревизия — USB PD Rev.2, пришедшая в 2014 вместе с форматом USB Type-C. Именно эта версия получила должную поддержку производителей, обратите внимание: большинство стандартов быстрой зарядки теперь совместимы с PD, а гаджеты Apple впервые начали заряжаться быстрее именно с помощью PD.
Спецификация предполагает множество режимов с максимальной мощностью 100 Вт — впечатляющая цифра. Этого хватает не только для смартфонов и планшетов, но и для ноутбуков и мониторов. Более того, такую мощность можно получить не только от сетевого адаптера питания, а от порта в компьютере.
Мощностной потенциал в сочетании со стандартизацией делает зарядку гаджетов по-настоящему комфортной. Например, благодаря Power Delivery, Samsung Galaxy S10 и любой другой совместимый смартфон можно быстро зарядить от соответствующего адаптера для ноутбука Lenovo, Apple и других — в эпоху Quick Charge об этом даже не мечтами.
Несовместимые смартфоны и аксессуары будут заряжаться в режиме 5 В и 2 А, как от обычной зарядки. Также с USB Type-C и Power Delivery можно забыть о ворохе кабелей и адаптеров в рюкзаке, достаточно брать с собой зарядку от самого мощного устройства. Например, я беру с собой блок питания на 45 Вт от ноутбука и заряжаю им все гаджеты: смартфон, наушники и часы. Также получили распространение блоки питания с несколькими портами, один из которых предназначен для ноутбука. Исключением из правил до сих остаются смартфоны Apple: начиная с iPhone 8 они получили поддержку 18-ваттного профиля Power Delivery, но до сих пор используют собственный разъём Lightning — это рушит унификацию.
Хотя и здесь существуют подводные камни, так как PD предлагает огромное количество сочетаний напряжения и силы тока. Зарядные устройства, как правило, поддерживают только ограниченный набор, поэтому для подбора зарядки стоит выписать необходимые сочетания с оригинальных адаптеров питания. Второй момент вытекает из первого: далеко не каждый ноутбук, рассчитанный на 45 Вт или 60 Вт, будет заряжаться от адаптера на 30 Вт. Именно поэтому актуальнее всего носить с собой адаптер от самого мощного из имеющихся устройств, благо современная электроника компактная и лёгкая.
Развеиваем мифы
Большое разнообразие технологий и разные по мощности зарядные устройства породили вокруг USB огромное количество заблуждений. Например, некоторые пользователи не используют более мощные зарядки, опасаясь сжечь смартфон. А зря, вспоминаем первый раздел статьи с теорией USB: интерфейс устроен таким образом, чтобы все устройства были совместимы между собой, поэтому перед подачей питания контроллер согласовывает оптимальную мощность — смартфон не возьмёт больше, чем нужно. Опасаться стоит зарядных устройств неизвестного происхождения, первый попавшийся лот на Aliexpress за три копейки действительно может навредить.
Другой момент — поиск сетевого адаптера или портативного аккумулятора. Самый простой путь — фирменные аксессуары от производителя устройства, тот же Samsung или Huawei продаёт зарядные устройства и выпускает портативные аккумуляторы и беспроводные зарядки. Если речь идёт о сторонних фирмах, придётся выяснить, какие стандарты быстрой зарядки поддерживает смартфон.
В этом поможет сайт производителя, грамотные обзоры и комплектный зарядник. После останется найти совместимый адаптер в магазине. Повторюсь, выбирайте только зарекомендовавшие себя бренды из среднего или высокого бюджета — экономия пары сотен рублей ни к чему хорошему не приведёт.
Вместо заключения
Быстрые зарядки перестали быть местечковой фишкой нескольких флагманов на Android. Сегодня — это востребованная функция для всех смартфонов, в том числе недорогих. Бизнес реагирует на это: подходящие зарядки можно встретить даже в публичных местах. Например, вот такая стойка с поддержкой Qualcomm Quick Charge 3.0 установлена на станции МЦД в Москве.
Но пока это исключение из правил: в другом общественном транспорте, кафе и прочих общественных местах устанавливают обычные 10-ваттные USB-розетки. Вывод прост: чем больше смартфонов с быстрой зарядкой будет на руках у пользователей, тем быстрее сформируется нужная инфраструктура.
Друзья, в этой статье я постарался максимально понятно изложить всю известную мне информацию о зарядке смартфонов, не зацикливаясь на частных примерах. Тема запутанная и достаточно противоречивая, поэтому не стесняйтесь делиться своим опытом, высказывать собственное мнение. Если есть вопросы или есть нужда в разборе частного примера, также пишите! Самые интересные вопросы будут вынесены в статью.
Материалы по теме:
- USB4 всего на 80 см! Какие ограничения длины USB-кабелей и почему они есть
- USB мог быть треугольным, или Почему интерфейс так глупо спроектирован
- Разоблачение USB-C: универсальность стандарта только вредит ему
Источник: trashbox.ru
Adaptive Fast Charging: что это за технология и для чего она нужна в смартфоне
Если речь идет о технологии под названием Adaptive Fast Charging (AFC), несложно догадаться, что это – один из стандартов ускоренной зарядки аккумулятора.
Создателем его является южнокорейская компания Samsung, которой потребовался собственный аналог Qualcomm Quick Charge для обеспечения конкурентоспособности флагманской линейки чипсетов Exynos.
Нельзя сказать, что результат производит серьезное впечатление на фоне конкурентов, но – обо всём по порядку.
Как работает быстрая зарядка
Привычные нам зарядные устройства выдерживают одинаковые параметры напряжения и тока на протяжении всего времени работы. Всё, на что хватает их «ума» сверх этого – отключить батарею от источника питания, когда она заряжена на 100%, чтобы не перегревать ее.
И хотя способность аккумулятора поглощать энергию обратно пропорциональна степени его заряженности, при определении режима работы таких ЗУ приходится ориентироваться на безопасный минимум, который является оптимальным только для последнего этапа процесса.
В результате время, требуемое для полной «заправки», становится достаточно большим. Чтобы его уменьшить, используют адаптивные технологии, меняющие напряжение ЗУ в зависимости от степени заряженности.
Одной из наиболее известных среди них является Quick Charge, применяемая в чипсетах Qualcomm Snapdragon.
Источник: mob-mobile.ru