Зарядка есть? А если найду?
Зарядка смартфона — вопрос для многих болезненный. Неудивительно, ведь если аккумулятор устройства слабоват, а используется оно чуть ли не по-максимуму, подключать его к зарядке (или внешнему аккумулятору) придется не один раз за день. Как было бы круто взять смартфон с батареей, к примеру, на 2 750 мАч и зарядить его с 0 % до 80 % всего за 30-35 минут? Когда в обычном режиме за это время набегает только пятая часть, звучит фантастикой. В реальность это воплотила компания Qualcomm, которая вот уже несколько лет выпускает чипы, совместимые с технологией быстрой зарядки Quick Charge.
Сейчас уже представлено четвертое поколение данной технологии, а начиналось все в недалеком 2013 году, когда более 70 мобильных устройств получили поддержку Quick Charge 1.0. Тогда казалось невероятным, что смартфон может вот так просто взять и зарядиться в четыре раза быстрее обычного. Через год разработчики не на шутку разогнались и вместе с процессором Snapdragon 800 представили второе поколение технологии, которая могла ускорить зарядку аккумулятора вплоть до 75 %.
Цифры от маркетологов — это, конечно, здорово, но за счет чего достигается такой прирост к скорости зарядки?
Как работает Quick Charge
Как известно, каждый смартфон или планшет рассчитан на определенную силу тока и напряжение. Поэтому зарядить его, пустив больший ток, не получится. Адаптеры QC позволяют устройству принимать большее напряжение и силу тока, тем самым обеспечивая более быструю зарядку аппарата.
Основу работы любой аккумуляторной батареи составляет электрохимический процесс, с помощью которого происходит накопление и отдача энергии. При заряде литий-ионного аккумулятора происходят следующие реакции.
На положительных пластинах:
LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe—
На отрицательных пластинах:
С + xLi+ + xe— → CLix
Когда происходит разряд, идет, соответственно, обратная реакция.
Химическими источниками в свое время выступали и свинец, и никель, и литий — сейчас в мобильных устройствах в основном применяются батареи на основе последнего (литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol). У них низкий саморазряд, хороший запас емкости, нет эффекта памяти, но со временем они теряют емкость и могут быть взрывоопасны — случай с Galaxy Note 7 от Samsung лишнее тому подтверждение.
Последствия использования Galaxy Note 7
Современные литий-ионные аккумуляторы могут быть емкостью как 1 500 мАч, так и 9 000 мАч — зависит от того, насколько производитель готов пожертвовать габаритами устройства. Номинальное напряжение такой батареи составляет 3,5 — 3,7 В, а максимальное достигает 4,2 В. Сам процесс зарядки аккумулятора можно поделить на два этапа: сначала происходит процесс быстрой зарядки большой мощностью тока, пока напряжение не достигнет порогового значения. Затем, как только достигнуто максимальное напряжение на аккумуляторе, ток заряда снижается, пока батарея не зарядится полностью. Завершение заряда происходит, если величина тока заряда снизится до 3 % от начального значения. Специальный контроллер отвечает за отсутствие перезарядки батареи.
Есть еще третий этап — когда заряд периодически компенсируется, ориентировочно через каждые 500 часов хранения. Если литий-ионная батарея заряжается полностью за 1 час или за меньшее время, аккумулятор переходит в состояние готовности уже по завершению первого этапа, второй этап в данном случае исключается.
Суть быстрой зарядки — передать от зарядного устройства ток максимально возможной мощности на первом этапе зарядки, чтобы и чип в смартфоне мог его обработать. Qualcomm развивала технологию постепенно: Quick Charge 1.0 представляла собой зарядку с выходными характеристиками 5V/2А, весь процесс осуществлялся до 40 % быстрее. Поддержку технологии получили смартфоны Nexus 4, LG Optimus G, Samsung Galaxy S III и многие другие.
Второе поколение технологии не заставило себя ждать: здесь у нас уже и 3А, и 5V/9V/12V. В лабораториях Qualcomm удалось добиться впечатляющих результатов — при зарядке аккумулятора емкостью 3 300 мАч в течение получаса с помощью Quick Charge 1.0 уровень заряда составил 30 %, а в случае с Quick Charge 2.0 — 60 %! При этом от обычной зарядки 5V/1A батарея смогла зарядиться только на 12 %. Поддержку второго поколения QC получили такие смартфоны, как Nexus 6, Samsung Galaxy Note Edge, Samsung Galaxy Note 4, HTC Desire EYE, Blackview R7 4G и многие другие.
Казалось бы, стремиться уже некуда, но вот на сцене появляется Quick Charge 3.0, которую использует большинство производителей современных смартфонов — от Xiaomi Mi5 и Mi Mix до AGM X1 4G и Lenovo ZUK Z2 ($178.99 по купону ZUKS). Здесь уже не обошлось без значимых нововведений в виде поддержки INOV — технологии интеллектуального подбора напряжения, которая еще и ускоряет пополнение заряда. Напряжение индивидуально подбирается для каждого устройства и может колебаться от 3,2 вольт до 20 вольт (шаг изменения — 0,2В). QC 3.0 дебютировала вместе с процессорами Snapdragon 820, 620, 618, 617 и 430 и получила поддержку USB Type-C.
Но и на этом современная история Quick Charge не заканчивается (да, новый стандарт Qualcomm представляет чаще, чем Apple презентует iPhone). Осенью 2016 года компания анонсировала новый чип Snapdragon 835 и Quick Charge версии 4.0. Процессор изготовлен с 10-нанометровым технологическим процессом, который повышает не только производительность чипа, но и его энергоэффективность в сравнении с теми же Snapdragon 820 и 821, где применяется 14-нанометровый процесс. Очевидно, 835 найдет себе место среди новинок рынка смартфонов 2017 года, но нас больше интересует четвертое поколение Quick Charge. По словам представителей Qualcomm, технология позволяет всего за пять минут зарядить смартфон настолько, что его хватит на пять часов работы аппарата.
Половину заряда смартфон с аккумулятором на 2750 мАч с QC 4.0 наберет всего за 15 минут. Проверить достоверность этого утверждения сейчас можно разве что в лабораториях Qualcomm, поскольку смартфонов с поддержкой данной технологии пока нет на рынке. Из приятных бонусов — полная совместимость со стандартом USB Power Delivery и третья версия умной оптимизации напряжения INOV. Напряжение для конкретного устройства определяется автоматически и выбирается оптимальное в зависимости от температурных условий. При этом и адаптер питания, и сам аппарат будут обладать четырехъуровневой защитой от перегрева и повышенного напряжения. Чтобы достичь максимальной производительности, были разработаны новые контроллеры питания SMB1380 и SMB1381 с максимальной эффективностью до 95%.
Пока Quick Charge 4.0 вызывает скорее больше вопросов, чем ответов. Впрочем, в этом году Qualcomm обещала раскрыть детали работы технологии.
Qualcomm не монополист
Да, технологии быстрой зарядки используют и другие, и это не Quick Charge. Так, например, во многих смартфонах используются TurboCharge, FastCharge и др., которые по сути работают по тому же принципу, что и стандарт от Qualcomm.
Поскольку не все устройства «бегают» на процессорах Qualcomm, было бы странно, если смартфоны с другими чипами обделили бы быстрой зарядкой. Речь идет в первую очередь, конечно же, о Mediatek и ее технологии Pump Express. В прошлом году компания представила версию стандарта под номером 3.0: зарядка с 0 % до 70 % за 20 минут (в зависимости от емкости аккумулятора), пятиминутной зарядки хватает на четыре (!) часа работы в голосовом режиме. По сути самая быстрая зарядка смартфона в мире.
Здесь и защита от перегрева, и поддержка USB-C. При зарядке стандартная внутренняя схема не затрагивается, ток идет напрямую от адаптера к аккумулятору. По сравнению с версией 2.0 Mediatek проделала колоссальную работу, уделив особое внимание утечкам энергии — они сократились на 70 %.
Новая технология будет доступна устройствам, работающим на чипе MediaTek Helio P20 — первые смартфоны с этим процессором станут доступны уже в этом году. Тогда и проверим, действительно ли зарядка Pump Express 3.0 самая быстрая в мире, или же нам опять «напели» маркетологи.
Отдельного внимания заслуживает компания OPPO со своей технологией VOOC Flash Charging. Зарядка производится с током 4,5А и напряжением 5В с помощью специального восьмиконтактного аккумулятора. Ток равномерно распределяется между ячейками, на которые разделена батарея, что якобы уменьшает износ аккумулятора. Одним из смартфонов с поддержкой VOOC Flash Charge является OPPO R7 4G. По заверению производителя, пяти минут зарядки хватит на два часа работы смартфона от батареи в режиме разговора (а это много). Быстро заряжается, например, и Redmi 4 4G (по заверениям Xiaomi и опыту пользователей), который работает на Snapdragon 625 и гораздо бюджетнее своих собратьев — а с промокодом XMMGB вовсе доступен за $154.99.
Если все время заряжать смартфон быстрой зарядкой, он не превратится в Galaxy Note 7?
Во-первых, в случае с Galaxy Note 7, скорее всего, имел место брак самих аккумуляторов, а также их зарядка с помощью неоригинальных адаптеров, быстрая зарядка здесь не при чем. Что же касается ее вреда для батареи, этот вопрос до сих пор остается открытым.
В 2014 году калифорнийские ученые выяснили, что при равномерной зарядке батареи ее можно использовать дольше, хотя новым это открытие на назовешь, на лекции мы все ходили. Теорию было решено проверять на существующих аккумуляторах (произведенных с 2014 года), проводя в том числе циклы заряда/разряда с минимальным током. На получение результатов для экстраполяции потребуется около 400-500 дней, а то и больше, так что итоги своего исследования ученые пока так и не предоставили.
Вопрос также обсуждался в середине 2015 года на Reddit, тогда утверждалось, что из-за быстрой зарядки литий-ионный аккумулятор перегревается, а в самой батарее появляются поврежденные участки, непригодные для последующих циклов заряда/разряда. Научно это утверждение до сих пор не доказано.
Сейчас ученые опираются на существующие тесты Li-ion и сходятся во мнении о том, что срок службы аккумулятора в режиме постоянной быстрой зарядки падает. Если жы заряжать смартфон быстро время от времени — последствия для батареи будут незначительными. Впрочем, сами производители с этим не согласны.
Чем заряжать
Qualcomm сертифицирует множество производителей аксессуаров, которые позволяют осуществлять быструю зарядку устройств. Так, например, внешний аккумулятор Xiaomi на 10 000 мАч имеет порт с поддержкой Quick Charge 2.0.
Тем, кто ценит небольшие портативные решения, придется по вкусу зарядное устройство YOUWAY — два порта 2.4A и один с поддержкой Quick Charge 3.0. В режиме smart charge это 5В 7.8А, в режиме QC — 9V 2A или 12V 1.5A.
Одно устройство с Quick Charge 2.0 можно и в машину поместить, лишним не будет. Есть, кстати, и FM-трансмиттеры такого же форм-фактора — без Quick Charge, правда (5V/2.4A), но зато более функциональный и с Bluetooth. Для скидки не забудьте купон KHJA.
Вообще, решений с поддержкой QC масса — от компактных и портативных до стационарных, которые можно без проблем разместить на прикроватной тумбочке или офисном столе. Здесь главное смотреть, чтобы и ваш смартфон поддерживал ту же версию Quick Charge.
Берегите свои аккумуляторы!
Злоупотреблять быстрой зарядкой, конечно, не стоит, но и не пользоваться последними технологическими достижениями в этой сфере тоже глупо. И можно быть полностью уверенным, что ничего не сгорит и не взорвется, если вы будете заряжать свой смартфон быстрее. По факту многие постоянно заряжают свои девайсы с помощью Quick Charge, и спустя время износ аккумулятора настолько незначительно отличается от состояния батареи, заряжаемой обычным способом, что они это и не замечают.
Источник
