Сегодня мы рассмотрим: Настоящие ценители музыки знают, что для качественного...
Многоядерные процессоры, большие экраны с высоким разрешением, высокопроизводительные видеочипы — это все признаки современных смартфонов. И с каждым днем их мощь растет и растет. Но, соответственно, растет и их энергопотребление, а вот в сфере аккумуляторных батарей все не так хорошо. Да, конечно, в разы повысилась емкость батарей (соответственно выросло и время зарядки) при относительно немного выросшими габаритами, произошла замена никеля на литий в производстве, прошивки и железо стают более энергоэффективными. Но, к сожалению, большого прорыва на сегодняшний день не произошло. И в итоге нивелируется очень важная черта смартфона - мобильность.
Чтобы облегчить нам жизнь, разработчики стремятся уменьшить время восполнения потери энергии смартфоном, проще говоря - быстро зарядить его батарею. Давайте разберемся, за счет чего это возможно и какие наработки существуют сегодня.
В принципе работы любой аккумуляторной батареи лежит электрохимический процесс, который может запускаться в прямом и обратном — накоплять энергию и отдавать ее. При этом в качестве основного химического источника тока в разное время и для разных задач использовались свинец, никель, литий. На сегодняшний день в мобильных устройствах наиболее востребованными являются батареи на основе лития - литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol). К их преимуществам можно отнести большую емкость, низкий саморазряд, отсутствие «эффекта памяти». Есть, конечно, и недостатки - эти аккумуляторы подверженны «старению» (потере емкости со временем) и они пожароопасные.
Емкость современных Li-ion батарей смартфонов достигает нескольких тысяч миллиампер/часов. Давно уже не редкость показатель в 3000-4000 мАч. Номинальное напряжение такого аккумулятора 3,5-3,7 В, максимальное - 4,2 В. При первых показателях батарея разряжена, при втором значении - заряжена. Процесс зарядки аккумулятора, как правило, состоит из двух этапов. Сперва идет зарядка большой мощностью тока до достижения значения напряжения на батарее в 4,1-4,2 В, затем следует «дозарядка» до полной емкости малым током.
За тем, что бы не происходило «перезарядки» батареи, следит специальный контролер.
В основе технологии «быстрой зарядки» лежит принцип «выдачи» от зарядного устройства максимально возможной мощности тока на первом этапе зарядки. При этом контролер заряда батареи должен быть способен «освоить» эту мощность. Этот принцип и заложила в свою разработку компания Qualcomm, которая в 2012 году представила технологию быстрой зарядки Quick charge 1.0.
Возьмем одну из самых обычных зарядок для смартфона. Маркировка на корпусе сообщает характеристики - Output/Выход: 5V/1A. Это означает, что данная зарядка может выдать максимальное напряжение 5 вольт и максимальную силу тока в 1 ампер. Грубо говоря, ее выходная мощность заряда составит 5 Ватт. Но это при условии, что контролер заряда в смартфоне готов «принять» такие значения. Технология же Quick charge 1.0 представляет собой зарядку с выходными характеристиками 5V/2A (максимальная мощность 10W) и чип в смартфоне, который способен обработать такой ток. По лабораторным исследованиям компании Qualcomm такая технология способна на 40% быстрее зарядить аккумулятор устройства. Quick charge 1.0 поддерживали флагманы того времени на чипах Qualcomm, такие как Nexus 4, LG Optimus G, Samsung Galaxy S III, Nokia Lumia 920, Xiaomi Mi2 и другие.
Уже через год была представлена усовершенствованная технология Quick charge 2.0, которая предполагала заряжать токами до 3 ампер с напряжением 5/9/12 вольт. По уверениям Qualcomm это позволяет сократить время зарядки на 75%. И чтобы мы не сомневались, компания приводит лабораторные тесты. Их суть заключалась в следующем — аккумуляторная батарея на 3300 мАч заряжалась в течении 30 минут трема разными методами. И вот какие результаты они получили:
- от обычной зарядкой с параметрами 5V/1A батарея зарядилась на 12%
- с технологией Quick charge 1.0 (5V, 2A) - 30%
- с технологией Quick charge 2.0 (9V, 2A) - 60%
Quick charge 2.0 реализована в таких смартфонах, как Motorola DROID Turbo, Nexus 6, Samsung Galaxy Note Edge, Samsung Galaxy Note 4, HTC Desire EYE, HTC One remix, HTC One (M8), Motorola Moto X (2014), Sony Xperia Z3 Сompact, Sony Xperia Z3 и других. Полный список можно посмотреть на сайте Qualcomm.
А совсем недавно, в сентябре этого года, «Квалкомм» представил Quick charge 3.0. Ее особенность в технологии интеллектуального подбора оптимального напряжения заряда (INOV). Напряжение будет подбираться индивидуально для каждого устройства и промежутка процесса зарядки. И варьироваться от 3,6 до 20 вольт. При этом шаг изменения будет минимальным — 200 мВ. Qualcomm обещает, что нова версия «быстрой зарядки» будет на 38% эффективнее, чем Quick charge 2.0. Данная технология будет представлена в чипах Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430.
Технология быстрого заряда не является эксклюзивом Qualcomm. По тому же принципу работает TurboCharge от Motorola, RapidCharge (HTC), FastCharge (Samsung). Причем «быстрые» зарядки являются универсальными устройствами и могут заряжать смартфоны как с технологией «быстрой зарядки» разных производителей так и без.
Особняком стоит компания OPPO со своей фирменной технологией VOOC Flash Charging. Впервые она была реализована в смартфоне Find 7. В VOOC Flash Charging есть особенности, не свойственны общей тенденции. Суть ее в зарядке с током 4,5 ампера и напряжением 5 вольт. При этом используется специальный 8-ми контактный аккумулутяр. Он разделен на несколько ячеек и входящий ток равномерно распределяется между ними. По мнению OPPO данная технология не только быстро заряжает, но и более бережно относится к аккумуляторной батареи. В своих тестах они сравнивали скорость зарядки Find 7 и Samsung Note 3. А вот и их результаты:
Выводы делайте сами.
В качестве итога. Сегодня проблема ограниченной мобильности смартфонов частично решается технологиями «быстрой зарядки» и на этой «ниве» есть много перспективных наработок. Кто-то скептически относятся к этой тенденции, утверждая, что большие токи вредят батареям и приводят к уменьшению срока их службы. Но производители не согласны.
Как по мне, оптимальным решением выглядит VOOC Flash Charging от OPPO c ее делением мощности заряда по ячейкам. Но все же, я уверен, двигаться нужно в направлении повышения емкости аккумуляторных батарей и их компактности, а заодно увеличения срока эксплуатации. Время от времени мы слышим заявления об очередном прорыве в этой области, но на рынке кардинально новых технологий пока нет. Верим и ждем!
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
- Quick Charge от Qualcomm;
- Pump Express от Mediatek;
- 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.
В последнее время в характеристиках мобильных устройств часто встречается поддержка Quick Charge 3.0 - узнайте, чем полезна данная технология.
В современных условиях, когда социальные сети, доступ в интернет и мобильные устройства вообще играют все большую роль в личной жизни и на работе, сложно обойтись без смартфона или планшета даже на несколько часов. Желание пользователей всегда оставаться на связи и меньше зависеть от розетки побудило мобильных производителей к использованию более мощных аккумуляторов и, следовательно, функции быстрой зарядки, чтобы как можно быстрее эти батареи заряжать.
Как работает быстрая зарядка?
В основе быстрой зарядки лежит применение более высокого напряжения. Однако при этом и сила тока, и напряжение должны быть совместимы как с мобильным, так и с зарядным устройством. В противном случае скорость останется прежней, но может появиться опасность перегрева. Подробнее вопрос использования неродных блоков питания мы рассматривали в .
Что такое Quick Charge 3.0?
Прошлой осенью американский производитель Qualcomm презентовал технологию Quick Charge 3.0, которая на данный момент поддерживается фирменными чипсетами Snapdragon 821, 820, 620, 618, 617 и 430. По сравнению с самым первым вариантом Quick Charge 1.0, скорость зарядки увеличилась на 40%, что в четыре раза быстрее, чем в обычном режиме. Однако разница в скорости с предшественником, Quick Charge 2.0, не так велика. Так в чем же заключается особенность третьего поколения?
Преимущества
Инновационным шагом стало внедрение функции INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, или «Умное определение оптимального напряжения»). Новая технология позволяет определять и динамически подстраивать оптимальную выходную мощность непосредственно под данное устройство и этап процесса питания. Причем выбор поддерживаемых показателей напряжения увеличился - теперь предоставляется от 3,2 до 20 В с минимальным шагом изменения в 200 мВ.
За счет такой оптимизации снижается коэффициент бесполезных затрат энергии. Это, в свою очередь, не только делает зарядку более эффективной, но и предотвращает перегрев аккумулятора. Это значит, что батарея в мобильном гаджете прослужит гораздо дольше. По словам производителя, Quick Charge 3.0 на 38% энергоэффективнее, чем вторая версия данной технологии.
Кроме того, в Quick Charge 3.0 присутствует поддержка быстрой зарядки через универсальный , на который переходят все больше производителей смартфонов.
Вывод
Таким образом, главной фишкой в Quick Charge 3.0 стала не столько скорость зарядки, сколько «умение» экономить энергию. Сейчас поддержкой быстрой зарядки оборудованы все флагманские смартфоны, выпускаемые на базе процессора Snapdragon 820/821, и некоторые устройства средней ценовой категории.
Смартфоны сегодня наделены мощным «железом» и уймой всевозможных функций. Одной из них является функция быстрой зарядки. Пока что она используется только на флагманских устройствах, но в будущем появится и на недорогих смартфонах. Что это такое?
Формально в названии функции отражена ее суть — смартфон умеет быстро заряжаться. Если быть более точным, он умеет заряжаться быстрее, чем смартфоны, которые не наделены функцией быстрой зарядки. Например, Sasmung Galaxy Note 4 с аккумулятором емкостью чуть более 3000 мАч за 30 минут способен заряжаться аж на целых 50%! Согласитесь, результат впечатляет. Правда, полная зарядка длится намного дольше, но все равно скорость заряда будет высокой.
Пока быстрая зарядка поддерживается только определенными процессорами. Одним из лидеров в этой области является компания Qualcomm, она производит процессоры Snapdragon, которые используются во многих смартфонах. Работает фирменная технология Quick Charge («Быстрая зарядка») только при наличии соответствующего адаптера питания. Если используется другой адаптер, о технологии можно забыть.
Как происходит быстрая зарядка смартфона?
Каждое устройство рассчитано на определенную силу току и напряжения, то есть при зарядке устройство пропускает только определенную силу тока.
Специальные адаптеры, которые используются в смартфонах с функцией поддержки быстрой зарядки, позволяют устройству принимать большее напряжение и силу тока. Именно благодаря такой технологии смартфон заряжается намного быстрее.
Правда, здесь есть одна очень важная особенность, которую нужно обязательно принять во внимание. Дело в том, что ускоренная зарядка устройства делится на несколько этапов. На самом первом этапе подается максимальная сила тока, благодаря чему заряд устройства растет в буквальном смысле на глазах. Однако по достижении 50-70% сила тока начинает резко снижаться, в результате чего скорость зарядки до оставшихся 100% снижается. Зачем это сделано? Все просто — чтобы аккумулятор не перегревался и не вышел из строя. Кстати, именно поэтому в рекламах технологии быстрой зарядки говорят что-то вроде: «Всего за 30 минут вы можете зарядить смартфон до 50%!», ведь до оставшихся 100% устройство может заряжаться еще час, а то и дольше.
Для чего нужна технология быстрой зарядки?
Понятно, что данная позволяет уменьшать время зарядки устройства, что, безусловно, является большим плюсом. На деле же основной упор сделан на зарядку в течении первых 10-20 минут. Пример: у вас разряжается смартфон, осталось буквально 5%. Вы забегаете в кафе, заказываете кофе и ставите на зарядку устройство, благо, адаптер питания находится с собой. За те 10-15 минут, что вы пьете кофе, устройство успеет зарядиться до 35-50%, чего вполне хватит на весь оставшийся день. И, на наш взгляд, это огромное преимущество данной технологии.
К слову, аналогичная технология применяется и на многих электромобилях: за первые пару часов аккумуляторы могут зарядиться до 50-80%, а на оставшийся заряд может уйти еще часов 5-6, если не больше.
Когда-то в телефонах были слабые аккумуляторы, поэтому они заряжались достаточно быстро. С тех пор их ёмкость выросла примерно в 5-10 раз, и на столько же должно было увеличиться время их зарядки. Производители решают эту проблему разными способами, но их возможности ограничены, ведь они стараются придерживаться установленных стандартов.
Большая часть смартфонов заряжаются от зарядных устройств, которые выдают напряжение 5 вольт с силой тока в пределах от 0,5 до 2 ампер. Тем не менее, существуют технологии ускоренной зарядки, обеспечивающие повышенный вольтаж и силу тока. Принцип работы любого аккумулятора основан на электрохимическом процессе, который позволяет накапливать энергию, а затем отдавать её. В современных мобильных устройствах чаще всего используются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, которые обладают высокой ёмкостью и низким саморазрядом. У них немало недостатков - со временем они постепенно теряют номинальную ёмкость, а при нагревании и повреждении могут воспламеняться.
В основе технологии быстрой зарядки лежит принцип подачи максимально допустимого напряжения при такой силе тока, которая позволяет как можно быстрее набрать заряд. При этом важно, чтобы аккумулятор не повреждался, не выходил из строя и не терял своих характеристик. Напряжение подбирается индивидуально для каждого устройства и условий зарядки и может повышаться или понижаться. В случае с технологией Qualcomm Qiack Charge зарядка осуществляется при напряжении от 3,6 до 20 вольт с шагом 0,2 вольта и силой тока до 3 ампер. Контроллер, встроенный в процессор, анализирует несколько параметров, в том числе температуру аккумулятора, и позволяет ограничивать или усиливать подачу энергии. Аналогичным образом заряжаются устройства с использованием большинства других технологий.
Компания Oppo изобрела фирменную технологию ускоренной зарядки VOOC Flash Charging, которая работает иначе. Зарядное устройство отдаёт ток напряжением 5 вольт с силой 4,5 ампера на аккумулятор с 8 контактами. Батарея разделена на несколько ячеек, и энергия равномерно распределяется между ними. Эта технология позволяет «бережно» заряжать аккумуляторы, не подвергая их риску перегрева даже в случае сбоя или выхода из строя контроллера.
Существуют и более радикальные решения - например, зарядка аккумулятора за несколько секунд. Эта технология далека от совершенства - батарея разряжается в несколько раз быстрее и она очень недолговечная.
Зарядные устройства с поддержкой технологий ускоренной зарядки универсальны - ими можно заряжать смартфоны любых производителей, в том числе старые модели. Вряд ли стоит ждать резкого прорыва в технологиях ускоренной зарядки. Скорее всего, они будут постепенно совершенствоваться, и уже через несколько лет общепринятой нормой станет полная зарядка смартфона в течение получаса или ещё быстрее.
