Что такое быстрая зарядка и как она работает?

Большинство основных выпусков телефонов в настоящее время имеют улучшенную скорость зарядки. Как работают быстрые зарядные устройства и как они становятся еще быстрее? Узнай здесь.

Расцвет быстрой зарядки

Почти каждый флагманский телефон, представленный в последнее время на рынке, предлагает какую-либо быструю зарядку. Производители часто приводят такие цифры, как «80% за 30 минут» или «полная зарядка менее чем за час» в маркетинге своих последних устройств.

Широкое распространение быстрой зарядки является ответом на рост использования телефонов, когда многим людям приходится заряжать свои телефоны чаще, чем один раз в день. Это тоже необходимость. Поскольку размеры телефонов с каждым годом становятся все больше, им нужны батареи большего размера, чтобы не отставать от дополнительного энергопотребления. Без быстрой зарядки нам пришлось бы часами ждать, пока зарядятся наши телефоны.

На самом базовом уровне быстрая зарядка - это просто увеличение количества ватт (Вт), потребляемого аккумулятором телефона. Базовый порт USB передает 2,5 Вт на подключенное устройство, а более быстрые зарядные устройства увеличивают эту сумму. Устройства текущего поколения обычно имеют блоки питания мощностью 15 Вт прямо из коробки. Некоторые производители предлагают зарядные устройства мощностью 50, 80 и 100 Вт.

Для конечного пользователя это так же просто, как использовать совместимое быстрое зарядное устройство для своего телефона. Однако для производителей это не так просто, как использование более мощного блока питания.

СВЯЗАННЫЙ: не беспокойтесь о батарее вашего смартфона, просто используйте ее

Процесс быстрой зарядки

Прежде чем мы пойдем дальше, вы должны принять к сведению простую формулу. Ваттность или мощность вычисляется как результат умножения силы тока (А или ампер) на напряжение (В или вольт). Ток - это величина переносимого электрического тока, а напряжение - это сила, движущая этот ток вперед. Следовательно, зарядка 3A / 5V обеспечит мощность 15 Вт.

Вы заметите, что многие производители рекламируют свою способность выполнять быструю частичную зарядку, например, возможность зарядить 50-80% батареи за полчаса. Это связано с тем, как литий-ионный аккумулятор внутри телефона получает питание. Если вы когда-нибудь отслеживали, как заполняется аккумулятор, вы заметите, что скорость зарядки со временем постепенно снижается.

Процесс зарядки можно разделить на три части. Взгляните на диаграмму «Рисунок 1: Этапы зарядки литий-ионных аккумуляторов» в этой статье Battery University для получения дополнительных технических сведений. Вкратце, вот что это показывает:

  • Этап 1 - постоянный ток:  напряжение увеличивается до максимального значения, а ток остается постоянным на высоком уровне. Это фаза, когда на устройство быстро передается много энергии.
  • Этап 2 - Насыщение:  это фаза, когда напряжение достигает пика, а ток падает.
  • Этап 3 - Капля / доливка:  аккумулятор полностью заряжен. На этом этапе питание будет либо медленно поступать, либо периодически заряжать небольшое «максимальное количество» по мере того, как телефон расходует аккумулятор.

Количество энергии и продолжительность каждого процесса зависят от стандарта быстрой зарядки. Стандарт - это установленный процесс зарядки, соответствующий конкретному устройству, зарядному устройству и выходной мощности. Различные производители разрабатывают различные стандарты зарядки, которые могут иметь разную мощность и время зарядки.

Стандарты быстрой зарядки

Вот различные стандарты быстрой зарядки, реализованные в мобильных телефонах:

  • Подача питания через USB: у  каждого мобильного телефона есть зарядный кабель, который использует USB - даже кабели Lightning для iPhone от Apple имеют USB-соединение на другом конце. USB 2.0, который является стандартной спецификацией в течение двух десятилетий, имеет максимальную выходную мощность 2,5 Вт. Поскольку порты USB должны обеспечивать большую мощность, был создан стандарт USB-PD. USB-PD имеет максимальную мощность 100 Вт и используется для широкого спектра устройств, включая большинство флагманских мобильных телефонов. Все устройства USB 4 будут включать технологию USB-PD, которая, мы надеемся, поможет стандартизировать это.
  • Qualcomm Quick Charge:  Qualcomm - это наиболее широко используемый набор микросхем для флагманских устройств Android, а их новейшие процессоры имеют встроенную совместимость с их проприетарным стандартом Quick Charge. Новейшая Quick Charge 4+ имеет максимальную выходную мощность 100 Вт.
  • Samsung Adaptive Fast Charging:  этот стандарт используется устройствами Samsung, особенно их линейкой Galaxy. Этот стандарт имеет максимальную выходную мощность 18 Вт и автоматически изменяет скорость зарядки, чтобы продлить срок службы батареи.
  • OnePlus Warp Charging:  OnePlus использует собственный стандарт Warp Charging, который заряжает их устройства до 30 Вт. Вместо увеличения напряжения, как в большинстве других стандартов, в отличие от других вариантов в этом списке также доступна полноскоростная зарядка 30 Вт.
  • Зарядка Oppo Super VOOC: Oppo использует собственный стандарт, позволяющий заряжать свои устройства до 50 Вт.

Большинство компаний, у которых нет собственной технологии зарядки, используют USB-PD или Qualcomm Quick Charge или адаптируют их для своего конкретного устройства. Такие компании, как Apple, LG, Samsung и Google, используют эти стандарты для своих флагманских телефонов.

Большинство этих решений повышают скорость зарядки за счет увеличения напряжения своих адаптеров. Исключением являются решения Oppo и OnePlus, которые значительно увеличивают ток, а не напряжение. Для быстрой зарядки этих устройств требуется использование фирменных кабелей.

СВЯЗАННЫЕ: USB4: чем отличается и почему это важно

Будущее зарядки

Технология зарядки постоянно совершенствуется, поскольку производители продолжают повышать скорость зарядки. В ближайшие несколько лет все больше компаний будут экспериментировать с технологиями зарядки, и в отрасли появятся новые стандарты. Однако вполне вероятно, что большинство этих стандартов по-прежнему будут использовать USB-PD в качестве основы.

Также появилась быстрая беспроводная зарядка. Беспроводная передача большого количества энергии может стать опасной без надлежащего управления температурой. Беспроводная зарядка по-прежнему значительно медленнее, чем проводная, потому что технологические компании все еще не знают, как управлять высокой температурой. Вот почему такие компании, как OnePlus, выпустили беспроводные зарядные устройства мощностью 30 Вт с большими вентиляторами для обеспечения достаточного воздушного потока.

СВЯЗАННЫЕ: Как работает беспроводная зарядка?