Быстрая зарядка аккумулятора смартфона: что это такое, особенности

Смартфоны – в высшей степени «прожорливые» устройства по сравнению с кнопочными телефонами.

Мощный процессор и высококачественный дисплей требуют куда больше энергии, а если вспомнить еще и про постоянное использование интернета, то становится совсем грустно.


Пока что создать по-настоящему мощный и при этом компактный аккумулятор разработчикам электроники не удалось. В результате приходится искать временную альтернативу, каковой и является быстрая зарядка.

Раз уж не получается сократить частоту, увеличив емкость батареи, то можно хотя бы уменьшить время процесса.

Чем это отличается от обыкновенного заряжания

Любая модель аккумулятора, использующаяся в смартфоне, рассчитана на определенное значение параметров тока и напряжения, выдаваемых зарядным устройством.

И хотя в действительности следует говорить скорее о допустимом диапазоне этих величин, он не так уж широк.

Отсюда и рекомендации избегать контрафактных ноунейм зарядников, использование которых способно стать причиной массы разнообразных бедствий.


Но следует понимать, что эти параметры, так сказать, «средние по больнице», безопасный минимум, пригодный на протяжении всего процесса зарядки.

А вот оптимальное их значение может существенно меняться от его начала, когда батарея еще «пустая», к концу, когда она почти «полная».

И если еще несколько лет назад у ЗУ попросту не хватало «мозгов», чтобы динамически выбирать требуемые значения тока и напряжения в зависимости от степени заряженности аккумулятора, то впоследствии ситуация изменилась.


Многим фирмами – производителями чипсетов для мобильных устройств были созданы протоколы, которые как раз и позволяют менять в процессе заряжания эти характеристики, увеличивая их по сравнению с минимальными в 2-3 раза без риска «сжечь» батарею.

Результат – кратное уменьшение времени процесса зарядки.

Как это реализовано

Поскольку речь идет о протоколе, то его поддержка требуется как со стороны чипсета гаджета, так и со стороны самого зарядного устройства. Со стороны ЗУ происходит непрерывная передача на процессор данных о степени зарядки батареи.

В зависимости от этого выбирается соответствующий режим, на который и переключается зарядник. При этом изменение напряжения является дискретным, а шаг зависит уже от конкретного стандарта.


Например, у Qualcomm Quick Charge 3.0 он составляет 200 мВ.

В самом начале процесса используется более высокое значение напряжения, которое может достигать 20 В, а ближе к концу оно сокращается до привычных 5 В.

Именно поэтому в описаниях технологий быстрой зарядки указывается, за какое время и до какого уровня они могут «заправить» аккумулятор: достичь 100% на максимальной скорости невозможно, чем ближе к этой отметке, тем медленнее идет процесс.


Никакой трагедии в этом нет: литий-ионные аккумуляторы вообще не рекомендуют заряжать до максимальной емкости, как и разряжать до нуля, чтобы не сокращать срок их службы.

Если так уж важно иметь максимальную автономность, гораздо разумнее будет воспользоваться Power Bank. А для большинства жизненных ситуаций вполне достаточно, если заряд батареи будет в пределах 30-80%.


Важно понимать, что сильный нагрев способен «убить» батарею ничуть не хуже слишком высокого напряжения. Например, если на улице жара, то теплоотдача от девайса будет проходить куда медленнее, из-за чего есть риск перегрева.

Поэтому в протокол входит мониторинг не только заряда, но и температуры аккумулятора. Мощность, выдаваемая ЗУ, меняется еще и в соответствии с этой характеристикой.

Не уменьшает ли использование быстрой зарядки емкость батареи?

Неспециалистам зачастую кажется, что использование быстрой зарядки способно сократить срок службы аккумулятора. Хотелось бы успокоить пользователей таких устройств, объявив это стопроцентным мифом, но в действительности это не совсем так.

Существует специальный параметр, увязывающий емкость батареи и силу тока зарядного устройства. Если аккумулятор на 2000 мАч заряжается током в 2 ампера, то считается, что ток зарядки – 1C.

Это соотношение считается безопасным, не уменьшающим емкость в сравнении с обычной эксплуатацией. Большинство протоколов и не выходит за эту границу, но некоторые стандарты подразумевают использование тока до 2C.


В этом случае с увеличением количества циклов заряда-рязряда аккумулятор может изнашиваться быстрее.

Впрочем, производители заверяют, что увеличение износа минимально, и практически не заметно на фоне естественного «старения», свойственного литий-инонным и литий-полимерным батареям.

Критерием истины может быть только практическое использование.

Каждому производителю – собственный стандарт

Несколько лет назад, когда технология быстрой зарядки аккумуляторов смартфонов еще только появилась на рынке, была сделана робкая попытка избежать «войны стандартов», неизбежно начинающейся при появлении любой перспективной новинки.

На смену USB Battery Charging пришла новая спецификация - USB Power Delivery, позволявшая конструкторам более гибко управлять питанием через шину универсального интерфейса.

К сожалению, на тот момент поддержки стандарт не получил, и крупнейшие производители микроэлектроники ударились во все тяжкие.

Первой была американская компания Qualcomm, успевшая к настоящему моменту сменить несколько поколений своей технологии Quick Charge вплоть до 4.0.

Максимальная мощность, выдаваемая зарядными устройствами с кабелем microUSB, поддерживающими данную технологию, декларируется 24 Вт. Но реально в большинстве девайсов используется не более 18 Вт.

Более прогрессивный стандарт USB Type-C позволяет использовать мощность до 60 Вт, если речь идет об т.н. устройствах класса B, но пока что на рынке их очень мало.


Основной конкурент Qualcomm на рынке ARM-чипсетов, тайваньская компания MediaTek, продвигает собственный стандарт под названием Pump Express. Последняя на данный момент, третья версия требует обязательного наличия в устройстве порта USB Type-C.

Достаточно известен и Adaptive Fast Charging, используемый в последних моделях Samsung Galaxy линеек S и Note. Максимальная мощность в данном случае поскромнее – около 15 Вт.

Нельзя обойти вниманием и разработку компании Huawei, реализованную в чипсетах HiSilicon Kirin – технологию Super Charge, предусматривающую в пределе мощность до 22,5 Вт.

Собственными протоколами на данный момент обладают компании Meizu (Super mCharge), Lenovo (TurboPower), а также BBK, разрабатывающая два разных стандарта для смартфонов OnePlus (Dash Charge) и OPPO (VOOC Flash Charging).


Адептам «надгрызенного фрукта» тоже не приходится переживать – Apple использует собственный проприетарный разъем Lightning, но для него предусмотрены адаптеры USB Type-C как «яблочного» производства, так и сторонних вендоров.

В качестве стандарта используется USB Power Delivery.

Что касается Google, то разнотипье технологий быстрой зарядки «достало» создателей Android до такой степени, что не так давно чуть ли не в приказном порядке всех разработчиков стандартов тоже обязали привести их в соответствие со спецификацией USB Power Delivery.


Само собой, это было сделано в форме рекомендации, но чипмейкерам прозрачно намекнули: в скором времени это может стать обязательным требованиям к любым Android-устройствам.

Qualcomm уже приняла новые условия игры, так что не за горами согласие и остальных игроков рынка.

Что будет, если использовать ЗУ быстрой зарядкой другого стандарта

В самом худшем случае – не произойдет ничего страшного: разработчики позаботились о фулпруфе. Если данный протокол не поддерживается чипсетом, гаджет будет заряжаться в обычном режиме без каких-либо последствий для батареи.

Напряжение будет ограничено 5 вольтами, а ток – 2 амперами.

Некоторые технологии частично совместимы, как, например, Adaptive Fast Charging и Quick Charge 2.0, что позволяет флагманам Samsung использовать ЗУ обоих типов.


Но пока в большинстве случаев каждый производитель чипсетов требует собственные аксессуары: аппарат на базе Qualcomm не будет поддерживать быструю зарядку Pump Express, обратное тоже верно.

В заключение

Быструю зарядку батарей смартфонов нельзя отнести к вовсе уж новым технологиям, но пока что она не является устоявшейся.

Идет интенсивное развитие стандартов от различных производителей, но при этом предпринимаются серьезные попытки привести всё это многообразие к общему знаменателю в лице USB Power Delivery.

Данной спецификации прочат большое будущее чуть ли не в виде альтернативной электрической сети, разъем которой имеется возле каждой розетки 220 В.


По мнению специалистов, это сделало бы ненужными зарядники для любых мобильных устройств: от телефона до ноутбука.

Но даже если все производители обеспечат требуемую совместимость, скорее всего, «родные» технологии будут несколько эффективнее, поскольку позволят более гибко регулировать параметры процесса зарядки.

В любом случае, для флагманского класса данная технология уже фактически превратилась в musthave.