Що таке швидка зарядка і як це працює?

Більшість основних випусків телефонів сьогодні мають покращену швидкість зарядки. Як працюють швидкі зарядні пристрої і як вони стають ще швидшими? Дізнайтеся тут.

Зростання швидкої зарядки

Майже кожен останній флагманський телефон на ринку пропонує якийсь тип швидкої зарядки. Виробники часто викидають такі цифри, як “80% за 30 хвилин” або “повний заряд менше ніж за годину”, продаючи свої новітні пристрої.

Широке поширення швидкої зарядки є відповіддю на збільшення використання телефону, тому що багатьом людям доводиться заряджати свої телефони більше одного разу на день. Це також необхідність. Оскільки розміри телефонів з кожним роком збільшуються, їм потрібні більші акумулятори, щоб не відставати від додаткового споживання енергії. Без швидкої зарядки нам доведеться годинами чекати, поки наші телефони поповняться.

На найпростішому рівні швидка зарядка просто збільшує кількість ват (Вт), які подаються на акумулятора телефону . Основний порт USB передає на підключений пристрій 2,5 Вт, і швидші зарядні пристрої збільшують цю суму. Пристрої поточного покоління, як правило, мають цеглу потужністю 15 Вт прямо з коробки. Деякі виробники пропонують зарядні пристрої на 50 Вт, 80 Вт та 100 Вт.

Для кінцевого користувача це так просто, як використання сумісного швидкого зарядного пристрою для свого телефону. Однак для виробників це не так просто, як використання цегли потужністю більше ват.

Швидкий процес зарядки

Перш ніж піти далі, вам слід взяти до відома просту формулу. Потужність або потужність обчислюється як результат струму (А або ампер), помноженого на напругу (В або вольт). Струм – це кількість електричного струму, що транспортується, тоді як напруга – це сила, яка рухає цей струм вперед. Отже, зарядка 3А / 5В забезпечує 15 Вт потужності.

Одне, що ви помітите, – це те, що багато виробників рекламують свою здатність швидко частково заряджатись, наприклад, заряджати 50–80% акумулятора протягом півгодини. Це пов’язано з тим, що акумуляторна літій-іонна батарея всередині телефонів отримує живлення. Якщо ви коли-небудь стежили за тим, як акумулятор заповнюється, ви помітите, що швидкість заряджання з часом поступово зменшується.

Процес зарядки можна розділити на три частини. Погляньте на діаграму “Рисунок 1: Етапи заряду літій-іонних” у цій статті Університет акумуляторів для отримання додаткових технічних деталей. Коротко, ось що це показує:

• Етап 1 – Постійний струм: Напруга зростає до піку, тоді як струм залишається незмінним на високому рівні. Це фаза, коли на пристрій швидко подається багато енергії.
• Етап 2 – Насиченість: Це фаза, коли напруга досягла піку, а струм падає.
• Етап 3 – Струміння / Топінг: Акумулятор повністю заряджений. На цій фазі живлення буде повільно надходити, або періодично заряджатиметься невелика кількість «доливання», оскільки телефон споживає заряд акумулятора.

Кількість енергії та тривалість кожного процесу залежить від стандарту швидкої зарядки. Стандарт – це встановлений процес заряджання, який відповідає певному пристрою, зарядному пристрою та вихідній потужності. Різні виробники розробляють різні стандарти зарядки, які можуть змінювати продуктивність та час зарядки.

Стандарти швидкої зарядки

Ось різні стандарти швидкої зарядки, які були впроваджені в мобільних телефонах:

• Доставка живлення через USB: Кожен мобільний телефон має зарядний кабель, який використовує USB – навіть кабелі Lightning для iPhone від Apple мають USB-з’єднання з іншого боку. USB 2.0, який є загальною специфікацією протягом двох десятиліть, має максимальну вихідну потужність 2,5 Вт. Оскільки існує потреба в портах USB для забезпечення більшої потужності, було створено стандарт USB-PD. USB-PD має максимальну потужність 100 Вт і використовується для широкого спектру пристроїв, включаючи більшість флагманських мобільних телефонів. Усі пристрої USB 4 включатимуть технологію USB-PD , що, сподіваємось, допоможе стандартизувати це.
• Швидка зарядка Qualcomm: Qualcomm є найбільш широко використовуваним чіпсетом для флагманських пристроїв Android, а їх новітні процесори мають вбудовану сумісність зі своїм фірмовим стандартом Quick Charge. Найновіший Quick Charge 4+ має максимальну вихідну потужність 100 Вт.
• Адаптивна швидка зарядка Samsung: Цей стандарт використовується пристроями Samsung, особливо їх лінійкою Galaxy. Цей стандарт має максимальну вихідну потужність 18 Вт і автоматично змінює швидкість зарядки, щоб зберегти довговічність акумулятора.
• Основна зарядка OnePlus:OnePlus використовує фірмовий стандарт Warp Charging, який заряджає їхні пристрої потужністю до 30 Вт. Замість збільшення напруги, як у більшості інших стандартів, на відміну від інших варіантів у цьому списку, також доступна повношвидкісна зарядка 30 Вт.
• Зарядка Oppo Super VOOC: Oppo використовує фірмовий стандарт, який заряджає їхні пристрої потужністю до 50 Вт.

Більшість компаній, які не мають власної технології зарядки, використовують USB-PD або Qualcomm Quick Charge або пристосовують її до свого конкретного пристрою. Такі компанії, як Apple, LG, Samsung та Google, використовують ці стандарти для своїх флагманських телефонів.

Більшість з цих рішень підвищують швидкість зарядки за рахунок збільшення напруги їх адаптерів. Винятком є ​​рішення Oppo та OnePlus, які значно збільшують струм, а не напругу. Швидка зарядка за допомогою цих пристроїв вимагає використання їх фірмові кабелі .

ПОВ’ЯЗАНІ: USB4: Що різного і чому це важливо

Майбутнє зарядки

Технологія зарядки постійно покращується, оскільки виробники продовжують підвищувати швидкість зарядки. У найближчі кілька років більше компаній будуть експериментувати з технологією зарядки, і в галузі з’являться нові стандарти. Однак, цілком імовірно, що більшість із цих стандартів все ще використовуватимуть USB-PD як магістраль.

Також є поява бездротова швидка зарядка . Бездротова передача великої кількості енергії може стати небезпечною без належного теплового управління. Бездротова зарядка все ще значно повільніша, ніж дротова, оскільки технологічні компанії все ще з’ясовують, як управляти теплом. Ось чому такі компанії, як OnePlus, випустили бездротові заряди 30 Вт, які мають великі вентилятори, щоб забезпечити достатній потік повітря.

Що таке швидка зарядка? Як вона працює і які у неї проблеми?

Швидка зарядка – це технологія, яка дозволяє нам швидко заряджати телефони з масивними батареями. Якщо у вас немає швидкої зарядки на сучасному смартфоні, ви, ймовірно, будете годинами сидіти з підключеним зарядним пристроєм, щоб отримати повну зарядку.

Існують певні стандарти швидкої зарядки, оскільки неякісна технологія може пошкодити акумулятор вашого телефону.

Що таке швидка зарядка?

Крім основного введення, наведеного вище, швидка зарядка – це технологія, яка використовується виробником вашого телефону для швидкої зарядки акумулятора, думаємо тут все очевидно.

Apple, Google і деякі інші популярні бренди використовують стандарт USB PD. Деякі компанії використовують стандарт Qualcomm QuickCharge, оскільки він йде в комплекті з процесором. Нарешті, є бренди зі своїми власними стандартами, такі як OnePlus Warp Charge, Samsung Adaptive Charging і Oppo VOOC.

Хоча більшість з них працюють однаково, є невеликі доопрацювання і зміни, які дозволяють компаніям точно налаштовувати свої можливості швидкої зарядки.

Наприклад, блок живлення OnePlus Warp Charge 65 в поєднанні з кабелем OnePlus може заряджати OnePlus 8T від 1% до приблизно 60% за 15 хвилин. Однак з тим же кабелем один і той ж зарядний пристрій може повільніше заряджати телефон, який не підтримує швидку зарядку потужністю 65 Вт.

Як працює швидка зарядка?

Тепер ви знаєте, що стандарти швидкої зарядки – це, по суті, спосіб кожної компанії запропонувати цю технологію.

Насправді є тільки один спосіб швидко зарядити свої телефони. Повернемося до прикладу OnePlus: 65-ватний зарядний пристрій компанії заряджає ваш телефон на 1-58% за 15 хвилин. Потім потрібно ще 39 хвилин, щоб зарядити його до кінця.

Щоб краще зрозуміти це, думайте про свій зарядний пристрій як про трубопровід, що подає воду (заряд) на ваш телефон. У такому сценарії ампер (A) відносяться до обсягу води, що протікає, напруга (V) – це тиск води, а потужність (W) – це кінцевий результат.

Отже, тут відбувається те, що ваш телефон спочатку заряджається з блискавичною швидкістю, при піковій напрузі і піковій силі струму і уповільнює заряд, коли починає заповнюватися. Це зроблено для того, щоб телефон не перегрівався і заряджався стабільно. Отже, перші 60% досягаються за половину часу, необхідного для заповнення решти 40%.

І ваш телефон, і зарядний пристрій мають спеціальні ланцюги, щоб уникнути перегріву і заряджати з оптимальною швидкістю. Ось чому вам слід використовувати сумісні і фірмові зарядні пристрої, в яких є заходи безпеки, щоб не пошкодити ваш телефон.

Проблеми з швидкою зарядкою

Тепер, коли ми знаємо, що таке швидка зарядка і як вона працює, настав час дізнатися про її проблеми. Батарея вашого смартфона заповнена електронами, стрибаючими з негативного боку на позитивний, живлячи ваш телефон в процесі. Щоб ці електрони не вислизнули прямо на іншу сторону, всередині батареї є роздільник.

Батареї для швидкої зарядки потребують більш товстий сепаратор, щоб уникнути поломки, тому фактична ємність батареї, тобто електрони, менше.

Отже, перша проблема полягає в тому, що ви втрачаєте частину ємності акумулятора, щоб отримати швидку зарядку.

По-друге, вам потрібен телефон побільше. Оскільки батареї повинні заряджатися швидше і служити довше, вам потрібні батареї більшого розміру, що в кінцевому підсумку призводить до гігантських телефонів, які ми бачимо сьогодні.

Майбутнє швидкої зарядки

Хоча є проблеми з швидкою зарядкою, індустрія щодня розробляє більш ефективні рішення. Одним з таких рішень є GaN або нітрид галію, який можна використовувати для більш швидкої і більш холодної зарядки пристроїв. У той час як звичайним зарядних пристроям потрібно запобіжний клапан при набагато нижчих температурах, зарядні пристрої з GaN можуть працювати без нагріву.

Читай нас в Google News, Telegram, Facebook та Twitter