Приветствую, все знают, зачем нужна быстрая зарядка для смартфонов, мы постоянно потребляем контент, общаемся в месенджерах и соцсетях, и даже звоним по телефону. С ростом диагонали и разрешения экрана, нагрузка на батарею также выросла. Нам уже не хватает 5В 2А. Мы бесимся, когда смартфоны заряжаются по 2 часа. Поэтому производители взяли на вооружение Fast Charge, но у многих пользователей возникает много вопросов к этой технологии.

Например, насколько вредна быстрая зарядка для аккумуляторной батареи? Правда, что от воздействия повышенной силой тока смартфоны могут взрываться? Есть ли разница между Mediatek Pump Express и Qualcomm Quick Charge? И как в принципе работает быстрая зарядка? На эти, и многие другие вопроси отвечает данная статья.

Asus Boost Master

На сегодняшний день существует огромное количество стандартов быстрой зарядки. Даже китайские бренды, вроде Leagoo и Oukitel, пытаются сварганить какой не-будь свой стандарт. Так что уже говорить об именитых брендах. Huawei имеет свой Super Charge с максимальной мощностью 22,5 Вт. Asus Boost Master позволяет заряжать устройство под напряжением 9В с током 2А. В Samsung разработали аналогичную технологию Adaptive Fast Charging, она может выдавать напряжение 5 или 9В и ток 2 или 1,67А соответственно. Самые интересные технологии будут описаны ниже, а пока давайте рассмотрим, как вообще работает быстрая зарядка.

Любая быстрая зарядка основана на очень простом принципе повышения силы тока, передаваемого на аккумулятор. Но, увеличение мощности в каждой из этих технологий достигается по-разному. Где-то за счет повышения вольтажа, вплоть до 20В. А где-то повышают силу тока до 5-6А. А где-то и просто комбинируют поднятие вольтажа и силу тока.

Все технологии быстрой зарядки включают в себя умный контроллер, чаще всего он встраивается в процессор, а также специальное зарядное устройство, способное выдавать необходимый ток. Ну, иногда требуется специальный кабель, который сможет пропускать ток повышенной силы. Но главный вопрос на сегодня, вредна ли быстрая зарядка для аккумуляторов?

Ситуация прямо скажу не однозначная. Существуют ряд исследований, которые доказывают негативное влияние быстрой зарядки на аккумулятор. Но также есть исследования, которые это полностью опровергают. Коль уж не понятно, кто прав, а кто ошибается, предлагаю разобраться в этом самостоятельно.

По большому счету, современным литий-ионным и литий полимерным батареям абсолютно без разницы с какой силой тока и напряжением их будут заряжать. К примеру, возьмем те же ноутбуки, в них стоят все те же литий ионные аккумуляторы, только побольше.

Поэтому, панику считаю неоправданной. Но, правда ли то, что от быстрой зарядки смартфоны могут взрываться? Наиболее губительный эффект на батарею оказывает нагрев, именно он убивает аккумулятор и снижает его емкость.

Перегрев – это главная причина возгораний и взрывов аккумуляторных батарей. Все современные технологии Fast Charge снабжены огромным количеством систем защиты от перегрева.

Но почему же мы регулярно видим в сети все новые и новые фотографии сгоревших устройств? Потому что ни одна система не может защитить гаджет от воздействия пользователя. Который заряжает девайс чем попало и как попало.

Поэтому никогда не экономьте на зарядных устройствах и кабелях. Всегда заряжайте смартфон оригинальным зарядником и кабелем. Не ставьте на зарядку поврежденное устройство. Если корпус смартфона изогнут, треснут или пробит, то лучше не рисковать и вовсе не пользоваться таким устройством. Никогда не оставляйте заряжающийся смартфон под подушкой, в плотном чехле или в сумке.

Вторая немаловажная причина поломки гаджетов, это некачественные комплектующие или брак. Если вы покупаете телефон за 50 баксов, то глупо надеяться, что в нем стоит хороший аккумулятор. Скорее всего, сделана подобная батарея из низкокачественных материалов. Но недочеты есть и у А-брендов. Только вспомните все шутки про взрывающийся Samsung Galaxy Note 7.

Наилучшие технологии быстрой зарядки

Ну а теперь для закрепления и наглядности давайте рассмотрим три наиболее перспективных и интересных, на мой взгляд, технологий быстрой зарядки. Это Quick Charge от Qualcomm, чуть менее распространенная Pump Express от Mediatek и встречающиеся только в устройствах OPPO технология VOOC Flash Charge.

Прогрессивная VOOC Flash Charge от OPPO

Начнем с менее знакомой VOOC Flash Charge. Это хоть и менее распространенная, но наиболее интересная самая быстрая и бережная технология. На данный момент OPPO представила уже вторую версию этой технологии. Она позволяет полностью зарядить батарею на 2500мАч за 15 минут, а за 5 минут запас аккумулятора можно пополнить на 45%. При этом смартфон заряжается вполне стандартным напряжением в 5В, что не нагревает батарею.

Эти рекордные результаты удалось получить за счет использования специальных аккумуляторов, выдерживающих силу тока до 4,5А, что почти в 2 раза больше чем в стандартной зарядке. Аккумуляторы имеют сразу 8 контактов и поделены на несколько ячеек, которые заряжаются параллельно. Говорят, что OPPO передала технологию и она попыталась на основе VOOC Flash Charge разработать свой вариант Dash Charge.

Следующая быстрая зарядка это Mediatek Pump Express. Он не сильно зависит от специфических батарей и материалов, из которых изготовлены разъемы и кабели.

Актуальная на сегодня технология Pump Express 3.0 заряжает аккумулятор от 0 до 70% всего за 20 минут. Технология использует ток от 3В с силой более 5А. С Pump Express можно заряжать аккумулятор на прямую, минуя промежуточные цепи и не затрагивая стандартную встроенную схему зарядки.

Но такой вариант возможен только при использовании разъема USB Type-C, потому что он позволяет сильно сократить утечку энергии и снизить нагрев. Для защиты от перегрева предусмотрено 20 встроенных систем защиты.

Первый процессор с поддержкой системы Pump Express 3.0 это Helio P20. Заявлено, что последующие чипсеты также получат поддержку этого стандарта. Mediatek продает свои процессоры вагонами и, по идее, Pump Express должен встречаться в каждом смартфоне на Mediateke, но на практике это не так. Потому что процессор поддерживает быструю зарядку, но производитель эту возможность не реализует, потому что не хочет заворачиваться с разводкой цепи питания для нужд Pump Express и тем самым увеличивать стоимость устройства.

Возможно, производители просто опасаются за сохранность аккумуляторов, которые далеко не всегда качественные. Из смартфонов, которые поддерживают быструю зарядку от Mediatek можна лишь вспомнить Ulefone Power, Uhans H5000 и Vernee Apollo Lite.

Самых больших успехов на поприще быстрых зарядок достигла компания Qualcomm. Разработка технологии Quick Charge ведется уже на протяжении четырех поколений и доведена до идеала. Все версии стандарта обратно совместимые, то-есть можно использовать зарядное устройство версии 4 с телефоном, который поддерживает только первую версию.

В таком случае зарядник переключится в режим Quick Charge 1.0. Стандарт от Qualcomm поддерживает огромное количество производителей смартфонов и аксессуаров. Например, Samsung сохраняет поддержку Quick Charge. Не смотря на то, что имеет собственные разработки.

Первую версию стандарта Qualcomm представила еще в 2013 году. С тех пор реализация Quick Charge особо не изменилась. Интеграция в мобильные устройства происходит по средствам отдельной микросхемы или вместе с чипом Snapdragon и специальным адаптером, который может выдавать более сильный ток.

С каждой новой версией стандарта Quick Charge становится все быстрее, умнее и безопаснее. Например, первое поколение могло заряжать устройства напряжением 5В и силой тока 2-2,5А. Второе поколение позволило использовать повышенное напряжение до 12В, точнее контроллер сам выбирал необходимое значение из трех фиксированных напряжений 5, 9 или 12В с максимальной силой тока в 3А.

При этом в теории максимальная мощность блока питания может достигать 18 Ват. Но при такой мощности остро стали появляться проблемы с нагревом и уже в следующих версиях инженеры уделили внимание защите аккумулятора от перегрева. Основной инновацией Quick Charge 3.0 является не повышенная скорость зарядки, а способность технологии экономить энергию, избегая избыточного выделения тепла.

Реализовать такой подход позволила новая технология iKnow, тоесть умное определение оптимального напряжения. Благодаря ей зарядка может «общаться» с девайсом, запрашивая у него требуемое напряжение, которое может быть любым в диапазоне от 3,2В до 20В с шагом в 200мВ.

Таким образом, Quick Charge 3.0 позволяет динамически настроится на необходимое напряжение. По мере того, как батарея заряжается или нагревается контроллер, постепенно снижается требуемая сила тока.

В том числе и по этой причине, последние 20% заряжаются дольше. В итоге зарядка происходит очень бережно, аккумулятор не перегревается, а его износ сведен к минимуму.

Уже в этом году на рынок поступит устройство с поддержкой Quick Charge 4.0. Эта технология реализована в чипе Snapdragon 835. В новом стандарте добавлено несколько степеней защиты от перегрева. Имеется встроенная система проверки качества кабеля, которая не даст устройству заряжаться от некачественного или поврежденного провода.

Ну, вот и все, что мы имеем на сегодняшний день. Что же ждет нас в будущем? Конечно, хочется верить, чтобы все батареи смартфонов в будущем будут основаны на графене. Такие аккумуляторы смогут похвастаться свойствами супер конденсаторов. А для их зарядки потребуются считанные минуты.

Они гораздо круче современных литий ионных аккумуляторов и не теряют своей емкости даже после 2 000 циклов зарядки и имеют более высокую плотность хранения энергии. Возможно, в самом ближайшем будущем, лет через 7 или 10 мы полностью на них перейдем. Потому что есть уже рабочие прототипы.

Но чего лично я жду больше всего, это микроскопические элементы питания на основе радиоактивных элементов, их не нужно будет заряжать вовсе, просто каждые пару лет менять на новые. Но для полного внедрения данной технологии очень и очень долго.

Одним из реально весомых преимуществ смартфонов с Android является поддержка технологий быстрой зарядки. Айфон хоть и держит заряд хорошо, но зарядить «семерку с плюсом» до 100% — процесс не быстрый. У флагманов с зеленым роботом с этим все заметно лучше: современные технологии быстрой зарядки позволяют получить несколько часов работы всего за несколько минут зарядки. Но несмотря на то, что технология далеко не новая, присутствует она еще не везде, да и по поводу принципов работы у многих возникают вопросы. Что такое быстрая зарядка для телефона, как она работает, как ею пользоваться, попробуем объяснить подробнее.

В современных смартфонах используются аккумуляторы на основе химических соединений лития. Существуют литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) батареи, разница между ними состоит в физических свойствах электролита, заполняющего ячейку («банку»). Однако общий принцип один: внутри имеются тонкие электроды, а пространство между ними заполнено электролитом.

При подаче тока на электроды (которые бывают положительные и отрицательные, + и -) внутри аккумулятора протекают физико-химические реакции, приводящие к накоплению электрического заряда. Когда к батарее подключить потребляющее устройство — происходят обратные химические процессы, и накопленный заряд отдается потребителю. Скорость протекания этих процессоров ограничена: батарея не может заряжаться бесконечно быстро (есть предел тока, после которого скорость уже не растет, а ячейка начинает деградировать), и не может очень быстро разряжаться (сила тока на выходе ограничена скоростью реакций).

Как происходит зарядка аккумулятора

Физика литиевых аккумуляторов такова, что скорость их заряда в условиях смартфона ограничена больше особенностями зарядного оборудования, чем самих ячеек. Теоретически предельным током заряда (не приносящим вреда батарее) может быть ток, равный емкости батарейки (математически выражается как 1C, где C — «Capacity», «плотность» на английском) . То есть, если емкость «банки» составляет 4000 мАч, то и заряжать ее можно максимальным током 4 ампера (4000 мА). Звучит неплохо: при такой силе на заряд до 100% какого-нибудь Meizu M5 Note ушел бы всего 1 час.

Но на практике существуют несколько ограничений, которые замедляют процесс пополнения смартфона электроэнергией.

1. Потребность в плавном запуске процесса зарядки. Нельзя просто так взять (тут должна быть картинка с Шоном Бином в роли Боромира) и подать сразу максимальный ток на батарею: еще, чего доброго, вздуется или бабахнет. Поэтому краткое время в начале зарядки требуется плавно увеличивать ток до максимально допустимого.
2. . По мере пополнения заряда и повышения его плотности — химические процессы внутри батареи начинают протекать быстрее. Многие вспомнят из курса школьной химии, что чем выше скорость реакции, протекающей в условиях избытка энергии — тем больше энергии уходит в тепло. Если тепловая энергия выделяется очень быстро — случится перегрев, закипание электролита и взрыв ячейки (привет Galaxy Note 7). Даже если батарея не взрывается — перегрев вредит ей: аккумулятор надувается, а его емкость снижается. Чтобы батарея не перегревалась — по мере пополнения емкости контроллер заряда постепенно снижает силу тока, тем самым ограничивая подачу энергии.
3. Сопротивление кабелей . Как известно из все того же школьного курса (только теперь не химии, а физики), повышение силы тока влечет повышение сопротивления проводников. При росте сопротивления они теряют проводимость, и в итоге львиная доля энергии уйдет на прогрев контактных цепей, не дойдя до батареи. Обычный кабель, которым подключен компьютер или телевизор, содержит две или три толстых жилы (больше 1 мм в диаметре), а потому выдерживает без перегрева токи до нескольких ампер. Тонкие жилы кабеля зарядного устройства при подаче таких токов попросту перегреются и перегорят на самом слабом участке (например, на месте частых изгибов). Поэтому кабель тоже мешает скоростной зарядке.
4. . Как и жилы зарядного кабеля, дорожки на системной плате смартфона весьма тонкие, а потому при подаче токов большой силы они перегреются и могут перегореть. Как итог, традиционно производители ограничивали зарядный ток значениями 500-1000 мА (0,5-1 ампер), а при таком раскладе на зарядку батареи 4000 мАч в Xiaomi Redmi Note 3 Pro уходит не меньше 4-8 часов.

Быстрая зарядка — что это и как она работает

Быстрая зарядка — это условное название комплекса технологий и приемов, призванных увеличить скорость зарядки аккумулятора путем устранения или обхода перечисленных выше ограничений: токов начала и окончания заряда, сопротивления проводников зарядного устройства и самого смартфона. Для того, чтобы сделать процесс зарядки быстрее, производители используют несколько приемов.

• Потребность в плавном запуске процесса зарядки практически устранена: современные химические соединения, используемые в аккумуляторах, «раскачиваются» очень быстро, и в итоге батарею можно заряжать полным током (1C) уже примерно через минуту после подачи питания на нее.
• Потребность в плавном снижении зарядного тока для литиевых элементов в принципе неустранима. Сделать так, чтобы аккумулятор заряжался постоянно током 1C до 100%, невозможно. Здесь задача сводится к поиску методов минимизации времени, которое требуется на зарядку в режиме сниженного тока. Интеллектуальные контроллеры заряда анализируют состояние батареи, чтобы определить, в какой момент заряжать ее мощными токами уже нельзя, и начинают ограничивать подачу энергии.
• Сопротивление кабелей преодолевается путем использования качественных проводников из бескислородной жилы. Также совершенствуются разъемы: их прижимная сила увеличивается путем создания более тугих контактов, а потери на сопротивление снижаются за счет золочения контактов. За счет этого сопротивление проводов снижается, позволяя подавать больше ампер.
• Сопротивление дорожек на плате «лечится» аналогичным путем: в силовых линиях используются широкие и толстые дорожки, а чипы контроля заряда делают устойчивыми к большим токам и напряжениям.

Но бесконечно повышать ток не выйдет, так как даже идеальный шнур из-за малой толщины будет сильно греться на больших токах. Так как мощность равна силе тока, умноженной на напряжение, наряду с амперами повышается и напряжение. То есть, зарядка с напряжением 5 вольт (В) и током 2 ампера (А) — имеет такую же мощность, как и зарядка с напряжением 10 В и током 1 А, а именно 10 Вт.

Задача зарядного устройства с поддержкой быстрой зарядки — обеспечить подачу большой мощности, подобрав оптимальное соотношение вольт и ампер. Задача контроллера заряда — наблюдать за аккумулятором и указывать блоку питания, какие напряжения и токи можно подавать на смартфон.

Исходя из сказанного выше, для организации быстрой зарядки в смартфоне важны несколько компонентов:

1. Качественный аккумулятор, созданный по самым современным технологиям, и не требующий долгой «раскачки».
2. Специальный контроллер, который будет анализировать состояние батареи, определяя, какие напряжение и ток можно подавать на нее в данный момент.
3. Качественно реализованная цепь заряда внутри смартфона: хороший разъем, толстые дорожки, выносливый контроллер.
4. Блок питания с поддержкой быстрой зарядки, способный подавать большие токи и напряжения.
5. Качественный кабель с прочными жилами из бескислородной меди и надежными разъемами.

Совокупность этих элементов позволяет добиться быстрой зарядки смартфона. Если некоторых составляющих нет — с реализацией ускоренного заряда возникнут проблемы.

В этой статье речь пойдёт о достаточно новой технологии – «Быстрая зарядка смартфона». Будут описаны все достоинства и недостатки, так же постараемся разобраться, нужна ли эта разработка для удобства потребителей.

Сегодняшний день очень сложно представить без смартфона и прочих современных гаджетов. С каждым днём рынок пополняется новыми моделями, которые намного современнее и мощнее предшественников. Экраны смартфонов становятся всё больше и ярче, процессоры производительнее и эффективнее, растут объемы оперативной памяти. Всё это потребляет большое количество энергии, а чем интенсивнее происходит пользование смартфоном, тем быстрее разряжается аккумуляторная батарея. Сейчас в основном используются только литиевые аккумуляторы с небольшой ёмкостью, но очень надёжные и долговечные. Производители борются за своё место на рынке, поэтому стремятся уменьшить время зарядки телефона, сделать свои устройства более автономными.

Что же такое быстрая зарядка?

Разберёмся подробнее, как происходит сам процесс быстрой зарядки. Если взять обычное ЗУ и посмотреть на цифры маркировки на корпусе, то мы увидим 5V/1A. Надпись означает, что данное зарядное устройство выдаёт максимальное напряжение равное 5 вольтам и силу тока в 1 ампер. Быстрая зарядка способна выдавать 5V/2A. Это означает, что смартфон с такой функцией можно зарядить быстрее примерно на 40%.

Умный контроллер, который обеспечивает обработку поступающей силы тока, не только встраивается в ЗУ, но и в сам процессор смартфона. Для быстрой зарядки зачастую требуется кабель, имеющий лучшую пропускную способность.

Безопасна ли быстрая зарядка для телефона?

Но потребителей особенно не волнует то, как там устроена эта технология, им важен один вопрос – «Вредна ли быстрая зарядка для них самих и для смартфона»? Ответа однозначного дать никто не может, но проводилось множество исследований, результаты которых говорят о 100% безопасности.

Литий-ионной и литий полимерной аккумуляторной батареи в принципе нет никакой разницы, с какой силой тока и с каким напряжением будет проходить процесс. Самым опасным для целостности и срока службы является температура. Обычные аккумуляторы смартфонов рассчитаны на 2000-3000 циклов полной разрядки и зарядки. Если же допустить перегрев устройства, то это пагубно влияет на аккумулятор и значительно сокращает его ёмкость, а значит, сокращает время его работы. Главное, что не рекомендуют делать специалисты, так это приобретать низкокачественные дешевые ЗУ.

Пожалуй, самыми основными правилами безопасного использования быстрой зарядки являются:

• Не оставляйте заражающийся смартфон надолго без присмотра;
• Не накрывайте мобильное устройство подушками, одеялом или другими тканями;
• Не перегружайте процессор и оперативную память во время зарядки;
• Не используйте быструю зарядку, если на корпусе смартфона или аккумуляторной батарее есть трещины или другие дефекты;
• Используйте только оригинальное ЗУ и качественный кабель.

Разнообразие технологий быстрой зарядки смартфонов

1. Quick Charge от Qualcomm;
2. Pump Express от Mediatek;
3. VOOC Flash Charge.

Самой незнакомой для нас оказалась VOOC Flash Charge. Она меньше распространена на рынке, но, по мнению мировых экспертов, она осуществляет самую бережную зарядку смартфона. А также она является и самой быстрой, но использовать её можно только вместе с устройствами OPPO. Аккумулятор с ёмкостью 2500-3000 ампер она способна наполнить за двадцать минут. Компания OPPO выпускает в свет собственную разработку под названием VOOK FLACH CHARGING , которая превосходит многие другие. Она имеет характеристики 5V/4,5v. Но обычные аккумуляторные батареи не способны выдержать такой ток, поэтому OPPO представили фирменный элемент питания, который имеет 8 контактов, вместо трёх.

Qualcomm – лидер области

Вообще, первая быстрая зарядка была представлена компанией Qualcomm, получив название Quick Charge 1.0. Она была впервые представлена в смартфонах Samsung, Nexus, Nokia. Quick Charge от Qualcomm захватила большую часть рынка ЗУ. Она за несколько лет практически доведена до совершенства. Больше половины производителей смартфонов сотрудничают с этой компанией и активно применяют технологию практически во всех своих гаджетах. Даже Samsung, которая давно лидирует на рынке смартфонов, имея свои разработки, использует зачастую технологии от Qualcomm.

Первая быстрая зарядка появилась в 2013 году и с каждым выходом последующих версий, она становилась всё умнее, быстрее и надёжнее. Внедрение в смартфон этой технологии происходит вместе с чипом, либо посредством отдельной микросхемы. Уже через год компания представила более мощную и усовершенствованную Quick charge 2.0, которая способна заряжать аккумуляторную батарею с силой тока в 3 ампера. Это предполагает уменьшение времени до полной зарядки на 70%.

А совсем недавно Qualcomm выпускает новое ЗУ с Quick charge 3.0. Нет, оно не заряжает смартфон с силой тока в 3 ампера, оно подбирает оптимальный ток для более быстрой зарядки абсолютно любого телефона. 3-е поколение технологии от Qualcomm стало феноменальным, так как разработчики не пытались ускорить зарядку, а постарались уменьшить количество потребляемой энергии, тем самым предотвратить выделение избыточного тепла.

Тогда появилась технология iKnow. Она безошибочно подстраивалась под любой аккумулятор и любое устройство. Смартфон через неё «общается» с ЗУ и находит самое оптимальное напряжение. Сейчас компания готовится к выпуску самой умной и быстрой зарядки версии 4.0. Здесь уже есть несколько степеней безопасности. Даже будет реализована система, которая будет проверять кабель на наличие повреждений.

Будущее зарядки устройств

В завершении хотелось бы поговорить о будущем наших гаджетов и их питании. Конечно, время не стоит на месте и технологии шагают вперед намного быстрее человека. В скором будущем собираются внедрять батареи на графене, для полной зарядки которых понадобиться считанные минуты. Также вполне вероятно появление элементов питания на радиоактивных элементах. Их подзаряжать не нужно вовсе, просто по истечении пары лет нужно будут заменить старую аккумуляторную батарею на новую. Насколько будут безопасными и эффективными технологии, мы разберёмся только после их выхода на рынок.