Быстрая зарядка — одна из самых важных функций мобильных телефонов в 2023 году. Давайте рассмотрим, как она работает, какие существуют типы, а также ее плюсы и минусы.
Десять лет назад батареи мобильного телефона хватало на день, а сейчас она все еще держится около… дня. Кажется, что мы не достигли никакого прогресса, но на самом деле все наоборот. Сейчас смартфоны в 100 раз мощнее, чем десять лет назад. Поэтому у нас есть батареи, которые в 100 раз мощнее, с исключительной плотностью заряда и впечатляющей энергоемкостью для того небольшого объема, который они занимают.
Проблема в том, что пользователям не важна передовая технология, лежащая в основе батареи. Единственное, что имеет значение, — это то, что он заряжается как можно быстрее. Именно поэтому быстрая зарядка стала одним из важнейших аспектов современных мобильных телефонов.
Если вы выбираете Повербанк, то обращайте внимание на то, поддерживает ли он технологию быстрой зарядки.
Существует много типов быстрой зарядки (на практике каждый бренд использует свой), с разными характеристиками, поэтому давайте посмотрим, как они работают, как узнать, поддерживает ли тсмартфон быструю зарядку или нет, и каковы их преимущества и недостатки.
Хотя производители не говорят об этом много, за быструю зарядку приходится платить, и это важно учитывать, как мы сейчас увидим.
Что такое быстрая зарядка?
Аккумулятор смартфона с быстрой зарядкой может заряжаться быстрее, чем обычно. И это все. Если определенному телефону требуется 2 часа для стандартной зарядки, то при использовании быстрой зарядки потребуется меньше. Это может быть 1,5 часа или даже 1 час. В настоящее время уже есть телефоны с быстрой зарядкой, которые заряжаются менее чем за 30 минут.
Проблема в том, что не существует единого типа быстрой зарядки. Существует множество различных типов, и даже в рамках одного типа существуют различные скорости зарядки. Поэтому, прежде чем объяснить, как работает быстрая зарядка, полезно знать несколько основ об аккумуляторах мобильных телефонов.
Как работает аккумулятор
Мы постараемся говорить кратко и использовать простые термины, но если этот раздел покажется вам слишком техническим, вы можете перейти к следующему, хотя его стоит понять.
Батарея — это контейнер, содержащий химические соединения (никель-цинк, литий и т.д.), которые реагируют на прохождение электронов. Батареи имеют положительный полюс, анод, и отрицательный полюс, катод.
Когда мы включаем телефон, эти полюса соединяются, замыкая электрическую цепь, в которой движутся электроны. Эти электроны вступают в реакцию с химическими компонентами батареи, генерируя электрический ток, который используется для питания оборудования телефона.
Как измеряется емкость батареи?
Используются три величины: амперы (A), вольты (V) и ватты (W).
Амперы указывают на силу электрического тока, то есть на то, больше или меньше электричества проходит через батарею за определенное время. Именно поэтому емкость батареи измеряется в мАч, то есть миллиамперах в час. Если емкость батареи составляет 2 500 мАч, то за один час она может пропустить через себя электрический ток в 2 500 миллиампер.
Следующее важное значение — напряжение батареи, которое измеряется в вольтах (В) и говорит нам об электрическом напряжении.
Наконец, есть значение, которое нас больше всего интересует: зарядная емкость аккумулятора, то есть сколько электрического тока он может принять в зависимости от используемого электрического напряжения. Она измеряется в ваттах (Вт), и ее расчет прост:
- умножьте вольты на амперы. W = V * A.
Например, мобильный телефон с напряжением 5 В и силой тока 2 А, имеет мощность нагрузки 5 В * 2 А = 10 Вт.
Теперь мы знаем все, что нужно для освоения быстрой зарядки.
Понимание мобильной зарядки
Прежде чем мы выясним, почему быстрая зарядка эффективнее обычной, важно понять, как заряжается аккумулятор мобильного телефона. Мы уже видели, что аккумулятор потребляет определенный ток, измеряемый в амперах, при определенном напряжении, измеряемом в вольтах.
Проблема с литий-ионными аккумуляторами, наиболее часто используемыми в мобильных телефонах, заключается в том, что они очень чувствительны к высоким напряжениям. Когда на них поступает много вольт, они сильно нагреваются и страдают.
Именно поэтому при зарядке аккумулятора напряжение никогда не поднимается выше определенного значения, которое считается безопасным. В то же время сила тока (Амперы) остается постоянной в первой части зарядки, но затем постепенно падает до нуля. Короче говоря, зарядка состоит из трех различных фаз, в которых мобильный телефон заряжается с разной скоростью. На этом графике вы увидите это более наглядно:
Важно то, что напряжение и ток меняются во время зарядки, и именно с этим играют различные системы быстрой зарядки, чтобы заряжать быстрее.
Как работает быстрая зарядка?
Хотя, как мы уже говорили, литий-ионные батареи не воспринимают очень высокое напряжение, быстрым зарядным устройствам удается использовать высокое напряжение, что ускоряет зарядку. Вместо 5 В они используют напряжение 9, 12 или даже 20 В. Мобильные телефоны, поддерживающие этот тип зарядки, имеют внутри себя схемы, называемые buck-конвертерами, которые преобразуют высокое напряжение в низкое, сохраняя силу тока и не выделяя много тепла.
Это позволяет заряжать телефон быстрее, не повреждая аккумулятор. На первом этапе, до того как сила тока начнет уменьшаться, делается попытка зарядить батарею как можно быстрее. После этого зарядка будет происходить гораздо медленнее.
Вот почему многие производители предлагают данные типа: «Телефон заряжается на 70% за 20 минут». Но они не говорят, что оставшиеся 30% заряжаются гораздо медленнее, а иногда и дольше, чем первоначальные 70%.
Различные типы быстрой зарядки, которые мы увидим, используют различные типы схем для регулирования напряжения и тока, а также различные алгоритмы, которые регулируют фазы зарядки в зависимости от характеристик мобильного телефона, поэтому большинство брендов используют свою собственную систему.
С каких значений считается быстрой зарядка?
Зарядка мобильного телефона осуществляется через USB-разъем. Поэтому нормальная зарядка будет соответствовать емкости этого разъема. В смартфонах используются разъемы micro-USB и USB Type-C.
Кабели micro-USB принимают ток 2А и напряжение 5В. Таким образом, их зарядная мощность составляет 2A * 5V = 10W.
Кабели USB Type-C принимают ток 3A и напряжение 5V. Таким образом, их зарядная мощность составляет 2A * 5V = 15W.
Итак, все очень просто: любой телефон с разъемом micro-USB, который заряжается при мощности более 10 Вт, имеет быструю зарядку. Если это телефон с разъемом USB Type-C, быстрая зарядка начинается после 15 Вт.
Например, простая быстрая зарядка на 18 Вт использует ток 2А и напряжение 9 В, т.е. 2 * 9 = 18 Вт. Более быстрая версия, на 40 Вт, достигается при использовании 4 А и 10 В, что дает: 4 * 10 = 40 Вт.
Эти значения не соответствуют стандарту, поэтому для быстрой зарядки требуется отдельное зарядное устройство и отдельный кабель. Если вы используете другое зарядное устройство, оно не сможет достичь этих значений.
Что касается беспроводной быстрой зарядки, то теория та же, и работает она так же. Единственное различие заключается в способе передачи электроэнергии — по воздуху, а не по кабелю, но как только энергия достигает аккумулятора, процесс зарядки не меняется. Однако беспроводная зарядка, как правило, работает медленнее.
Как узнать, поддерживает ли мой телефон быструю зарядку?
Другой вариант — посмотреть на наклейку на зарядном устройстве. Вам нужны только амперы и вольты. Если на наклейке написано 2A/5V, это 10W, что, как мы видели, не является быстрой зарядкой. Но если на наклейке написано 2A/9V, то это 18W, что является быстрой зарядкой (хотя и одной из самых медленных).
Это подводит нас к важному моменту: быстрая зарядка зависит от зарядного устройства. Ваш телефон может быть совместим, но если вы используете старомодное зарядное устройство, он будет использовать обычную зарядку.
Эту информацию можно найти в руководстве к телефону или на сайте производителя.
Преимущества и недостатки
Мы уже видели главное преимущество быстрой зарядки: ее скорость. Они могут сократить время, необходимое для зарядки телефона, до 70%.
Теория говорит нам, что батарея не страдает больше, чем должна, от быстрой зарядки, потому что в телефонах используются схемы и алгоритмы, которые замедляют зарядку, когда батарея становится слишком горячей или достигает определенного напряжения.
Но верно и то, что маркетинг играет здесь важную роль. Идет гонка за тем, кто быстрее всех зарядит телефон, и это напрягает алгоритмы безопасности до предела.
Быстрая зарядка безопасна, и если она у вас есть, ее стоит использовать. Но в некоторых отзывах говорится, что в долгосрочной перспективе она может повредить аккумулятор. Поэтому мы советуем использовать ее только тогда, когда это необходимо, особенно летом. И особенно не используйте его ночью. Если вы не торопитесь с подзарядкой или собираетесь подзаряжаться во время сна, используйте обычное зарядное устройство.
Мы также не рекомендуем заряжать телефон во время его использования.
Виды быстрой зарядки
Как мы увидим, существует несколько типов быстрой зарядки, в зависимости от напряжения и силы тока, которые они используют, и методов зарядки.
Почти все они основаны на двух общих платформах: USB Power Delivery, которая предлагает стандарт USB, и Quick Charge от Qualcomm. Бренды берут эти стандарты и модифицируют их в соответствии с характеристиками своих телефонов.
USB Power Delivery (USB-PD)
Сам формат USB, который используется всеми мобильными телефонами через разъемы micro USB и USB Type-C, также предлагает возможность использования быстрой зарядки.
Первое поколение было выпущено в 2012 году и позволяло использовать питание мощностью 60 Вт (3 А и 20 В) через micro USB.
Второе поколение, через USB Type-C, является более универсальным. Оно позволяет использовать напряжение от 5 В до 20 В при максимальной мощности 100 Вт. На практике, однако, оно позволяет использовать только до 45 Вт в мобильных телефонах.
Третье поколение с технологией PPS, выпущенное в 2017 году, позволяет использовать точные приращения силы тока и напряжения, чтобы получить очень точную зарядную мощность в зависимости от аккумулятора.
Быстрая зарядка Qualcomm
Qualcomm предлагает стандарт быстрой зарядки для всех брендов, использующих его процессоры Snapdragon. В течение нескольких лет это была наиболее широко используемая система, но теперь каждый бренд использует свою собственную, хотя большинство из них основано на Quick Charge.
Quick Charge 1.0 была запущена в 2013 году и обеспечивала мощность зарядки 10 Вт (2 А и 5 В), что сегодня считается пределом нормальной зарядки.
В Quick Charge 2.0 напряжение было увеличено до 12 В. Это позволяет заряжать до 24 Вт с micro USB и до 36 Вт (3 А и 12 В) с USB Type-C.
Quick Charge 3.0 была выпущена в 2015 году. Ее основной вклад заключается в том, что она позволяет использовать во время зарядки напряжение с шагом всего в 0,2 В. Но при этом сохраняется мощность в 36 Вт.
Quick Charge 4.0 и 4.0+ сосредоточились на повышении безопасности зарядки, чтобы уменьшить нагрев. Их мощность достигает 100 Вт.
Наконец, в 2020 году дебютирует Quick Charge 5.0 с мощностью зарядки более 100 Вт, перезарядкой до 50% за 5 минут и снижением нагрева батареи не менее чем на 10 градусов Цельсия. Она также способна генерировать два электрических тока для одновременной зарядки двух элементов в батареях, использующих более одного.
Одним из преимуществ этой платформы является то, что ее зарядные устройства совместимы со всеми предыдущими стандартами. То есть зарядное устройство QuckCharge 5.0 может заряжать мобильный телефон стандарта 1.0, но на скорости QuickCharge 1.0. Хотя есть и исключения, которые вы можете увидеть в этой таблице:
Будьте внимательны, потому что Quick Charge работает не только с Android. Она также работает с iOS. Но только начиная с версии Quick Charger 4.0 и выше.
Xiaomi Super Charge Turbo
Xiaomi использует технологию Quick Charge от Qualcomm, хотя у нее есть собственное название: Super Charge Turbo, которую она представила в 2019 году.
Xiaomi Mi 10 Ultra был первым телефоном, который полностью использовал Quick Charge 5.0, достигнув невероятных 120 Вт. Однако в новом Xiaomi Mi 11 все происходит медленнее, и его мощность составляет 55 Вт для проводной зарядки и 50 Вт для беспроводной.
SuperCharge от Huawei и Honor
В отличие от предыдущих технологий, Huawei использует систему зарядки, которая основана на увеличении не напряжения, а силы тока (Амперы).
Первая версия, представленная в 2017 году, достигала мощности 22,5 Вт (5 В и 4,5 А). Линейки P30 и P40, а также Mate 30 и Mate 40, поднимаются до 40 Вт.
Huawei Mate 40 Pro удерживает рекорд бренда с мощностью зарядки 66 Вт (11 В и 5 А), но его может превзойти скоро выходящий на рынок Huawei P50.
Супербыстрая зарядка Samsung
В отличие от китайских компаний, которые соревнуются в том, кто предложит самую мощную зарядку, Samsung всегда был более сдержан в этом отношении. Мы все помним, что произошло со взрывающимися батареями Galaxy Note, и компания не хочет, чтобы это повторилось.
Система называется Super Fast Charging и основана на USB-PD PPS, поэтому она совместима с обычными зарядными устройствами для быстрой зарядки.
Версия 2019 года работала на 25 Вт (11 В и 2,25 А), но в линейке Galaxy S20 дебютировала система Super Fast Charging 2.0, которая достигала 45 Вт.
Однако в новой линейке S21, выпущенной в этом году, этот показатель снизился до 25 Вт для проводной зарядки и 15 Вт для беспроводной, как в случае с Samsung Galaxy S21 Ultra 5G.
USB-PD PPS от Apple
Как и в случае с Samsung, быстрая зарядка не является приоритетом для компании Тима Кука.
Она начала использовать ее в 2017 году и соответствует стандарту USB-PD PPS, поэтому совместима со сторонними зарядными устройствами с быстрой зарядкой. На самом деле вам придется купить его самостоятельно, потому что Apple больше не включает зарядное устройство в комплект поставки своих телефонов.
С iPhone 8 по iPhone 10 она использовала быструю зарядку мощностью 18 Вт, а с iPhone 11 Pro Max и далее она использует быструю зарядку мощностью 27 Вт на своих самых мощных моделях, таких как iPhone 12 Pro Max.
OPPO, Realme, Vivo и OnePlus
Oppo уже является брендом, который продает больше всего мобильных телефонов в Китае, опережая Huawei и Xiaomi. Он является частью группы BBK, которая также владеет другими брендами, такими как Vivo, OnePlus и Realme. Все они используют одну и ту же технологию быстрой зарядки, как выяснил XDA Developers, поэтому мы сгруппировали их вместе. Но в маркетинговых целях они имеют разные названия.
Первопроходцем была компания Oppo, которая в 2014 году дебютировала с технологией VOOC, работающей почти наоборот. Вместо того чтобы сильно увеличивать напряжение, он увеличивает ток. Именно так ей удалось достичь 20 Вт (5 В и 4 А) с помощью VOOC 2.0. Realme использовала его под названием Dart, а OnePlus — Dash.
В 2016 году появился Super VOOC, который достигал 50 Вт. Он предназначался для премиальной линейки, поэтому параллельно с ним были разработаны VOOC 3.0 с более скромными характеристиками 25 Вт и VOOC 4.0, который достигал 30 Вт (5 В и 6 А). Его также используют Realme и OnePlus в своих телефонах двухлетней давности,
Самая продвинутая версия — Super VOOC 2.0, которая достигает 65 Вт (10С и 6,5А). Он также используется Realme под названием SuperDart и OnePlus — Warp. Ее можно найти в таких мобильных телефонах, как Realme X50 Pro или недавно представленный Oppo Find X3 Pro, способный зарядить аккумулятор до 100% за 38 минут.
Беспроводной вариант называется AirVOOC, и в настоящее время его мощность достигает 30 Вт.
Oppo также представила самую быструю в мире зарядку на 125 Вт с использованием GaN-зарядных устройств, способную зарядить аккумулятор емкостью 4 000 мАч за 20 минут. Но она все еще находится в стадии разработки.
Компания realme также работает над 125-ваттной быстрой зарядкой, которую она называет UltraDart. Она основана на использовании различных слоев теплоизоляции для уменьшения и отвода тепла и способна зарядить мобильный телефон на 33% за 3 минуты, а на 100% за 20 минут — впечатляет!