Все, что нужно знать про быструю зарядку батарей смартфонов.

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!

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.

Разряжаются телефоны обычно в самый неподходящий момент, когда времени на зарядку катастрофически мало. Мы включаем первую попавшуюся зарядку с проводком и ждем... Иногда заряд происходит быстро, а иногда предательски долго, и через некоторое время опять остаемся без связи.

Рассмотрим процесс заряда телефона, все его составляющие. И попробуем дать рекомендации, которые помогут правильно выбирать зарядные устройства и всегда оставаться на связи.

Современные устройства связи заряжаются от 5 Вольт, именно это напряжение присутствует на выходе USB разъема компьютера, роутера, телевизора и так далее. Таким разъемом, как правило, снабжаются зарядные устройства, вставляемые в розетку. Но помимо напряжения важным параметром является ток, которым происходит заряд.

Если говорить про компьютер, то стандартным максимальным значением тока для USB 2.0 является 0.5 А (ампер), что очень не много для современных устройств. Если устройство для заряда требует больший ток (1-2 А), то зарядка будет проходить мучительно долго, и может не завершиться никогда.

Другой стандарт USB 3.0 (разъем обозначается синим пластиком внутри) обеспечивает ток до 1 А, что уже гораздо лучше, но такие разъемы есть только на современных компьютерах (телевизоры, роутеры и другие устройства обычно снабжаются разъемом стандарта USB 2.0 или вообще USB 1.1). То есть, если нам требуется зарядить телефон от компьютера, следует по возможности выбирать синий разъем стандарта USB 3.0, устройство зарядится гораздо быстрее.

Не случайно универсальные зарядные устройства имеют разную цену, в большинстве случаев они отличаются максимально возможным током заряда - чем выше цена, тем, как правило, больше ток, соответственно, потенциально меньше время заряда устройства (в данном случае не учитываем наценку за бренд и дизайн).

Конечно, важно знать возможности своего устройства, чтобы выбрать зарядку с требуемыми параметрами. Как правило, большинство производителей указывает максимальный ток 1 А. Но далеко не все реально его обеспечивают. Чтобы сравнить разные зарядные устройства, воспользуемся тестером, показывающим ток и напряжение, а также имитацию потребителя с различным током потребления.

В идеале зарядное устройство должно выдавать 5 Вольт и максимальный ток, который способно потребить заряжаемое устройство. Но в реальности картина отличается. Для исключения влияния кабеля, соединяющего зарядное устройство и телефон, тестер будем подключать напрямую к зарядному устройству.

Тест 1 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение на 120 мВ ниже заявленного и ток меньше на 70 мА.

Тест 2 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток отличается от заявленного всего на 40 мА.

Тест 3 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток соответствует заявленному.

Тест 4 (заявлено 5 Вольт и 0.7 А):

Напряжение и ток существенно меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.

Тест 5 (заявлено 5 Вольт и 1 А):

Напряжение и ток соответствуют заявленным.

Тест 6 (параметры не обозначены):

Напряжение и ток меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.

Тест 6 (зарядное устройство, совмещенное с блоком розеток, заявлено 5 Вольт и 2.4 А):

Весьма приличные параметры.

Тест 7 (зарядное устройство, совмещенное с тройником розеток, заявлено 5 Вольт и 1 А):

Очень хорошие показатели.

Как видим, не все производители сумели обеспечить заявленные характеристики, и в тех случаях, где напряжение ниже нужного и ток меньше, мы, естественно, получим более долгую зарядку телефона или планшета.

Вторым важным элементом в процессе заряда является кабель, соединяющий зарядное устройство с телефоном. Существует множество вариантов таких кабелей, есть даже с подсветкой. Однако основным их параметром является материал токопроводящих жил (желательно медь) и толщина жилы (чем толще, тем меньше кабель будет влиять на процесс заряда). Протестируем несколько кабелей.

Тест 0 (тестер подключен напрямую к зарядному устройству):

Тест 1 (кабель, идущий в комплекте с телефоном Sony Xperia Z3):

Неплохой кабель для тока 1 А, при 2 А возникает перегруз и потеря параметров.

Тест 2 (кабель, купленный отдельно):

Хороший кабель для 1 А, потеря параметров при 2 А.

Тест 3 (кабель купленный отдельно):

Плохой кабель, зарядка будет идти очень медленно.

Тест 4 (кабель, купленный отдельно):

Лидером быстрой зарядки, по данным phonearena.com , является Samsung Galaxy S6 (1 час 18 минут при емкости батареи 2 550 мАч). На втором месте Oppo Find 7a (1 час 22 минут при емкости батареи 2 800 мАч), на третьем месте Samsung Galaxy Note 4 (1 час 35 минут при емкости батареи 3220 мАч),

На четвертом месте Google Nexus 6 (1 час 38 минут при емкости батареи 3 220 мАч), на пятом месте HTC One M9 (1 час 46 минут при емкости батареи 2 840 мАч). Также технологию быстрой зарядки поддерживают: LG G3,OnePlus One, Samsung Galaxy S5, LG G4, Samsung Galaxy Note 3, Apple iPhone 6, Motorola Moto G, Sony Xperia Z3 и ряд других.

Так что, если важна скорость зарядки, стоит выбирать телефоны с поддержкой технологии QuickCharge.

Естественно, быстрая скорость заряда возможна только при использовании качественных зарядных устройств и кабелей, поддерживающих требуемые токи и напряжение. Конечно, лучше использовать зарядное устройство, идущее в комплекте с телефоном. Но если оно покупается отдельно, то при выборе стоит учитывать выше описанные параметры.

Самсунг? Правильно, высокопроизводительные видеочипы. Это круто, так как открывает множество возможностей, но одновременно при этом растет энергопотребление гаджета.

Сейчас вы скажете, что одновременно с улучшением моделей повысилась и емкость батарей, выросли габариты, поэтому и время зарядки увеличилось. Увы, должны вас огорчить, это не дало большого прорыва.

Но не огорчайтесь, производители постарались, и у новых моделей появилась функция быстрая зарядка у самсунгов! К тому же дополнительно инновацией стала уникальная беспроводная зарядка, которая избавляет от необходимости быть постоянно «привязанными к розетке».

Как работает такая функция и в чем ее особенности? Сейчас вы обо всем узнаете!

Потери энергии сведены до минимума!

Специально для таких моделей, как Edge Plus и Galaxy Note 5 было разработано такое уникальное беспроводное устройство – зарядка Qi. В его нижней части находится несколько вентиляционных отверстий, охлаждающих систему.

Плюс – в середине размещен вентилятор. Все это позволяет быстро и без проблем подзаряжать смартфоны в любых условиях.

Относительно других моделей гаджетов, то и здесь разработчики пошли дальше. Как известно, в принципе работ любых аккумуляторных батарей заложен электрохимический процесс. Именно он отдает и накапливает энергию.

Чтобы телефоны не разряжались быстро и энергия в них сохранялась более длительное время, стали выпускаться батареи на основе лития. Именно они отвечают за режим «быстрая зарядка».

При подключении происходит выдача энергии от зарядного устройства максимальной мощности на первых этапах. Это означает, что ваш смартфон заряжается максимально быстро.

Преимущества

Такую функцию можно как отключить, так и подключить. При зарядке от кабеля продолжительностью всего в 10 минут, гаджет остается обеспеченным на четыре часа автономной работой. Согласитесь, ранее о таком можно было только мечтать!

Беспроводная зарядка, ранее отличающаяся большой стоимостью, теперь доступна всем. Так как продается вместе с комплектом к некоторым моделям смартфонов Самсунг. Технология беспроводной зарядки к тому же поддерживает и любые другие устройства.

Чтобы узнать, поддерживает ли ваш телефон такое новшество, сделайте следующее:

1. Перейдите в раздел «Настройки».
2. Откройте раздел «Аккумулятор».
3. Убедитесь, имеется ли в списке приложение, использующее всю батарею.
4. Приложение можно использовать или же отключить.

Однозначно можно сказать, что функция «быстрая зарядка» сделала телефоны известной компании еще более продвинутыми, крутыми! Конкуренты явно кусают локотки.

А нам остается только сказать: «Браво!» разработчикам и ждать от компании Самсунг новых технологических прорывов!

Любую новую технологию консервативно настроенная публика воспринимает в штыки, придерживаясь пессимистичных взглядов. Буквально сразу же после появления устройств с QuickCharge нашлось немало тех, кто заявил, что быстрая зарядка вредна для смартфона. Вызваны эти предрассудки неполнотой информации. Как правило человек, заявляющий что быстрая зарядка ускоряет износ батареи, знает, что большие токи вредны аккумулятору, но не знает, насколько большие токи ему вредны, и что это в основном касается финальной стадии процесса. На деле же все немного иначе.

Так убивает ли быстрая зарядка батарею

В предыдущей статье мы упоминали, что на максимальной мощности аккумулятор заряжается не до конца, а всего лишь до около 50-70% емкости. В дальнейшем токи снижаются до таких же, как при обычной зарядке. Именно поэтому смартфон с технологией QuickCharge может зарядиться до 50% всего за полчаса, а вот до 100% его придется заряжать около 2 и больше часов. На обычной же зарядке если за час будет залито 50%, то на 100% батарея зарядится примерно за 2,5-3 часа. Таким образом, цель современных технологий быстрой зарядки — не «загнать» в батарею 100% заряда за минимальное время, а сделать снижение токов более резким . Ее задача — быстро «закачать» максимально возможный объем энергии, который не навредит аккумулятору . Когда порог уже достигнут — дозаряжается смартфон самой обычной «медленной» технологией.

Если быстрая зарядка сама по себе не вредит аккумулятору смартфона, то может возникнуть вопрос: а откуда же все те люди, которые заявляют, что у них лично из-за быстрой зарядки смартфон стал работать на одном заряде вдвое меньше? Но и этому явлению есть рациональное объяснение: быстрая зарядка смартфону не вредит, но ее неправильное использование может ускорить износ батареи . Если проводить аналогию с лекарством, то правильно назначенный антибиотик эффективно убивает болезнетворные микробы, но если полный курс лечения не пройден — у недобитых бацилл выработается иммунитет и они перестанут бояться препарата.

Причиной ускоренного износа батареи смартфона, поддерживающего QuickCharge, становится нетерпеливость пользователя . Обычная, медленная зарядка приучает нас заряжать аппарат каждую ночь или раз в две-три ночи (если это какой-нибудь Redmi Note 4X или Moto Z Play). А вот с QuickCharge пользователь привыкает, что три раза зарядить аппарат до 50% — быстрее, чем один раз до 100% (суммарно 1,5-2 часа, вместо около 2,5-3). В итоге, зная, что когда девайс разрядится — его можно подзарядить за полчаса и нагружать еще полдня, пользователь привыкает активнее использовать устройство и чаще его заряжать.

Частые разрядки-зарядки — вот что вредит батарее и уменьшает срок ее службы . Средний ресурс аккумуляторов смартфонов до начала потери емкости свыше 10% обычно составляет около 500 циклов, а дальше емкость начинает уменьшаться экспоненциально. То есть, если за 500 циклов заряда-разряда ячейка потеряет около 10%, то за 1000 циклов падение составит не 20%, а больше. Если заряжать аппарат раз в день, эти 500 циклов пройдут за 1-1,5 года. Но так как пользователь начинает разряжать и заряжать аппарат чаще, то на них уходит заметно меньше времени. Как итог, через полгода-год батарея имеет не 90-95% начальной емкости, а куда меньше.

График износа аккумулятора. Значения условные и зависят от конкретной батареи

В теории, если не заряжать батарею до 100%, а останавливаться на 70-80% — количество циклов до потери емкости увеличивается. Некоторые специалисты даже советуют никогда не заряжать аппарат до 100%, снимая его с зарядки раньше. Однако в условиях, когда аппаратом пользуются в ходе зарядки, он начинает сильнее греться, а увеличение температуры нивелирует все преимущества недозаряда.