Что такое быстрая зарядка для аккумуляторов

Что вообще такое QuickCharge? Разбираемся в быстрых зарядках

Быстрая зарядка сейчас — одно из перспективных направлений развития для всех производителей гаджетов.

Мы привыкли, что смартфоны, планшеты и ноутбуки моментально теряют заряд, но хотим, чтобы после этого гаджеты как можно меньше проводили у розетки.

В ответ на запросы рынка производители массово оснащают гаджеты поддержкой быстрой зарядки.

Пришло время разобраться в многообразии технологий и способов быстрой зарядки.

Как в принципе работает быстрая зарядка

Обычные зарядные устройства или порт USB способны подавать на устройство напряжение 5В с силой тока от 0.5 до 2.5А. При таких условиях современные смартфоны и планшеты заряжаются ну очень долго: от нескольких часов либо вовсе всю ночь.

Быстрые зарядки отличаются увеличенными показателями силы тока и напряжения. В разных стандартах эти значения могут достигать до 20В и 5А.

Кроме того, присутствует обратная связь от аккумулятора, позволяя адаптеру гибко менять параметры заряда.

Для быстрой зарядки нужна как поддержка стандарта со стороны гаджета, так и соответствующее зарядное устройство. При несоответствии быстрая зарядка просто не будет происходить, заряжая потребителя обычным медленным способом.

Так, например, в технологии Quick Charge используется режим INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage), который при помощи сигналов от батареи определяет оптимальное напряжение для заряда.

Полностью разряженный аккумулятор (или близкий к такому состоянию) можно смело заряжать при большом напряжении, «заливая» половину емкости за рекордные минуты, а ближе к окончанию зарядки нужно снижать напряжение, чтобы не получить перезаряд и не испортить батарейку.

Именно поэтому все производители технологии быстрой зарядки любят хвалиться первым быстрым циклом заряда, сообщая, что 40-60% пополнятся за 30-60 минут.

Практически каждый оснащает выпускаемые девайсы «уникальным» стандартом, привязывая покупателя к аксессуарам собственного производства.

Вот самые распространенные.

Quick Charge

На данный момент это самый распространенный стандарт быстрой зарядки от компании Qualcomm. Его поддерживает большинство Android-смартфонов с современными процессорами Snapdragon.

Первое поколение было выпущено в далеком 2013 году. С того времени технология прошла три витка эволюции.

Зарядка становилась быстрее, а модуль дополняли всё большим числом новых фишек не только для ускорения процесса, но и для повышения безопасности.

Сейчас выходная мощность некоторых зарядок Quick Charge достигает 24Вт, но большинство производителей ограничивают данный показатель на 18Вт.

Так, Quick Charge четвертого поколения за 15-20 минут может заряжать половину емкости аккумулятора 3000 мАч.

Power Delivery (USB-PD)

Менее распространенный стандарт быстрой зарядки, который применяется компанией Apple в выпускаемых гаджетах.

Изначально быстрая зарядка возможна при использовании адаптеров питания Apple с портом USB-C мощностью 29, 30, 61 или 87 Вт.

Кроме этого Apple поддерживает сторонние аксессуары, с сертификацией по стандарту USB Power Delivery (USB-PD).

Для примера, при использовании совместимого зарядного устройства получится подпитать iPhone 8 до 50% за 30 минут.

AFC (Adaptive Fast Charging)

Стандарт быстрой зарядки AFC активно применяется во многих моделях компании Samsung. Технология появилась еще во времена Galaxy Note 4 и Galaxy S6.

Зарядки с поддержкой данного стандарта способны работать в двух режимах: стандартном 5В при 2А и быстром 9В при 1.67А. Данная технология зарядки совместима с Quick Charge 2.0 от Qualcomm.

Samsung приводит такую статистику: при использовании Adaptive Fast Charging батарея емкостью 3300 мАч за 30 мин заряжается до 60%, а стандартным способом за это время удается зарядить около 15%.

Pump Express

Данная технология быстрой зарядки разрабатывается компанией MediaTek. На данный момент активно применяется третье поколение Pump Express 3.0.

Во время зарядки блок питания активно следит за температурой батареи и в зависимости от изменения показателя меняет режим работы.

Обязательным условием для данного типа быстрой зарядки является наличие на борту процессора MediaTek и порта Type-C.

Один из поддерживаемых девайсов – Meizu Pro 6 может полностью заряжать батарею емкостью 2560 мАч за час!

TurboPower

Стандарт разрабатывается и поддерживается компанией Lenovo, а применяется на данный момент в смартфонах Motorola. За основу взят стандарт Quick Charge 2.0 с поддержкой обратной совместимости. Для работы требуется наличие на устройстве процессора Snapdragon.

Разработчики TurboPower решили увеличить мощность заряда до 25,8Вт. Зарядное устройство способно выдавать от 5 до 12В в зависимости от стадии зарядки.

Аккумулятор емкостью 3750 мАч при помощи зарядки с поддержкой TurboPower способен заряжаться на 80% за 45 минут, а до полного заряда пройдет всего 80 минут.

VOOC Flash Charging/Dash Charge

Китайский производитель электроники BBK разработал и реализовал собственную технологию ускоренной зарядки аккумулятора.

Она внедряется в устройства под брендом Oppo с названием VOOC Flash Charging, а в устройствах OnePlus эта же технология называется уже Dash Charge.

Зарядка при обычном напряжении 5В выдает мощность до 25Вт. Так аккумулятор емкостью 3000 мАч заряжается за 30 минут до 75% при наличии в смартфоне и блоке питания поддержки VOOC Flash Charging.

У аппаратов OnePlus есть ограничение на мощность зарядки в 20Вт и необходимость использовать оригинальный кабель для зарядки.

При этом Dash Charge заряжает батарею 3000 мАч за 30 минут до 63%.

Super Charge

Стандарт разработан компанией Huawei. Такую зарядку начали применять во флагманской линейке начиная с модели Huawei Mate 9.

При напряжении 5В зарядка в пиковые моменты может выдавать мощность до 22,5Вт.

С технологией Super Charge аккумулятор на 4000 мАч за 30 минут заряжается до 57%.

Super mCharge

Разработка с таким названием была продемонстрирована в прошлом году компанией Meizu.

Самая мощная из всех мобильных зарядок на 11В может выдавать до 55Вт мощности. Это сопоставимо с блоком питания у некоторых современных ноутбуков.

Такой способ зарядки накладывает жесткое ограничение на используемый кабель. Лишь специальный шнурок с умным модулем и дополнительной защитой сможет подпитывать устройство максимально быстро.

Создатели технологии заявляют полную зарядку аккумулятора 3000 мАч за 20 минут.

Итоги. Всё сложно, и это глупо

Как видите, единым стандартом в мире быстрых зарядок пока не пахнет. Разработчикам выгоднее использовать свои наработки или строго определенный стандарт, чтобы привязать пользователей к оригинальным аксессуарам.

Так выглядит сравнительная таблица существующих стандартов быстрой зарядки гаджетов:

Источник

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