Fast change что это такое в смартфоне
Что вообще такое QuickCharge? Разбираемся в быстрых зарядках
Быстрая зарядка сейчас — одно из перспективных направлений развития для всех производителей гаджетов.
Мы привыкли, что смартфоны, планшеты и ноутбуки моментально теряют заряд, но хотим, чтобы после этого гаджеты как можно меньше проводили у розетки.
В ответ на запросы рынка производители массово оснащают гаджеты поддержкой быстрой зарядки.
Пришло время разобраться в многообразии технологий и способов быстрой зарядки.
Как в принципе работает быстрая зарядка
Обычные зарядные устройства или порт USB способны подавать на устройство напряжение 5В с силой тока от 0.5 до 2.5А. При таких условиях современные смартфоны и планшеты заряжаются ну очень долго: от нескольких часов либо вовсе всю ночь.
Быстрые зарядки отличаются увеличенными показателями силы тока и напряжения. В разных стандартах эти значения могут достигать до 20В и 5А.
Кроме того, присутствует обратная связь от аккумулятора, позволяя адаптеру гибко менять параметры заряда.
Для быстрой зарядки нужна как поддержка стандарта со стороны гаджета, так и соответствующее зарядное устройство. При несоответствии быстрая зарядка просто не будет происходить, заряжая потребителя обычным медленным способом.
Так, например, в технологии Quick Charge используется режим INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage), который при помощи сигналов от батареи определяет оптимальное напряжение для заряда.
Полностью разряженный аккумулятор (или близкий к такому состоянию) можно смело заряжать при большом напряжении, «заливая» половину емкости за рекордные минуты, а ближе к окончанию зарядки нужно снижать напряжение, чтобы не получить перезаряд и не испортить батарейку.
Именно поэтому все производители технологии быстрой зарядки любят хвалиться первым быстрым циклом заряда, сообщая, что 40-60% пополнятся за 30-60 минут.
Практически каждый оснащает выпускаемые девайсы «уникальным» стандартом, привязывая покупателя к аксессуарам собственного производства.
Вот самые распространенные.
Quick Charge
На данный момент это самый распространенный стандарт быстрой зарядки от компании Qualcomm. Его поддерживает большинство Android-смартфонов с современными процессорами Snapdragon.
Первое поколение было выпущено в далеком 2013 году. С того времени технология прошла три витка эволюции.
Зарядка становилась быстрее, а модуль дополняли всё большим числом новых фишек не только для ускорения процесса, но и для повышения безопасности.
Сейчас выходная мощность некоторых зарядок Quick Charge достигает 24Вт, но большинство производителей ограничивают данный показатель на 18Вт.
Так, Quick Charge четвертого поколения за 15-20 минут может заряжать половину емкости аккумулятора 3000 мАч.
Power Delivery (USB-PD)
Менее распространенный стандарт быстрой зарядки, который применяется компанией Apple в выпускаемых гаджетах.
Изначально быстрая зарядка возможна при использовании адаптеров питания Apple с портом USB-C мощностью 29, 30, 61 или 87 Вт.
Кроме этого Apple поддерживает сторонние аксессуары, с сертификацией по стандарту USB Power Delivery (USB-PD).
Для примера, при использовании совместимого зарядного устройства получится подпитать iPhone 8 до 50% за 30 минут.
AFC (Adaptive Fast Charging)
Стандарт быстрой зарядки AFC активно применяется во многих моделях компании Samsung. Технология появилась еще во времена Galaxy Note 4 и Galaxy S6.
Зарядки с поддержкой данного стандарта способны работать в двух режимах: стандартном 5В при 2А и быстром 9В при 1.67А. Данная технология зарядки совместима с Quick Charge 2.0 от Qualcomm.
Samsung приводит такую статистику: при использовании Adaptive Fast Charging батарея емкостью 3300 мАч за 30 мин заряжается до 60%, а стандартным способом за это время удается зарядить около 15%.
Pump Express
Данная технология быстрой зарядки разрабатывается компанией MediaTek. На данный момент активно применяется третье поколение Pump Express 3.0.
Во время зарядки блок питания активно следит за температурой батареи и в зависимости от изменения показателя меняет режим работы.
Обязательным условием для данного типа быстрой зарядки является наличие на борту процессора MediaTek и порта Type-C.
Один из поддерживаемых девайсов – Meizu Pro 6 может полностью заряжать батарею емкостью 2560 мАч за час!
TurboPower
Стандарт разрабатывается и поддерживается компанией Lenovo, а применяется на данный момент в смартфонах Motorola. За основу взят стандарт Quick Charge 2.0 с поддержкой обратной совместимости. Для работы требуется наличие на устройстве процессора Snapdragon.
Разработчики TurboPower решили увеличить мощность заряда до 25,8Вт. Зарядное устройство способно выдавать от 5 до 12В в зависимости от стадии зарядки.
Аккумулятор емкостью 3750 мАч при помощи зарядки с поддержкой TurboPower способен заряжаться на 80% за 45 минут, а до полного заряда пройдет всего 80 минут.
VOOC Flash Charging/Dash Charge
Китайский производитель электроники BBK разработал и реализовал собственную технологию ускоренной зарядки аккумулятора.
Она внедряется в устройства под брендом Oppo с названием VOOC Flash Charging, а в устройствах OnePlus эта же технология называется уже Dash Charge.
Зарядка при обычном напряжении 5В выдает мощность до 25Вт. Так аккумулятор емкостью 3000 мАч заряжается за 30 минут до 75% при наличии в смартфоне и блоке питания поддержки VOOC Flash Charging.
У аппаратов OnePlus есть ограничение на мощность зарядки в 20Вт и необходимость использовать оригинальный кабель для зарядки.
При этом Dash Charge заряжает батарею 3000 мАч за 30 минут до 63%.
Super Charge
Стандарт разработан компанией Huawei. Такую зарядку начали применять во флагманской линейке начиная с модели Huawei Mate 9.
При напряжении 5В зарядка в пиковые моменты может выдавать мощность до 22,5Вт.
С технологией Super Charge аккумулятор на 4000 мАч за 30 минут заряжается до 57%.
Super mCharge
Разработка с таким названием была продемонстрирована в прошлом году компанией Meizu.
Самая мощная из всех мобильных зарядок на 11В может выдавать до 55Вт мощности. Это сопоставимо с блоком питания у некоторых современных ноутбуков.
Такой способ зарядки накладывает жесткое ограничение на используемый кабель. Лишь специальный шнурок с умным модулем и дополнительной защитой сможет подпитывать устройство максимально быстро.
Создатели технологии заявляют полную зарядку аккумулятора 3000 мАч за 20 минут.
Итоги. Всё сложно, и это глупо
Как видите, единым стандартом в мире быстрых зарядок пока не пахнет. Разработчикам выгоднее использовать свои наработки или строго определенный стандарт, чтобы привязать пользователей к оригинальным аксессуарам.
Так выглядит сравнительная таблица существующих стандартов быстрой зарядки гаджетов:
Разбираемся в стандартах быстрой зарядки
Антон Чепур
Энергия – это один самых ценных ресурсов в человеческой жизни. И когда мы начинаем испытывать ее дефицит, светлые умы нашей цивилизации пытаются изобрести очередную «чудо-технологию», способную снизить количество неудобств, связанных с этим дефицитом.
Все мы знаем, что максимально радикальные методы решения электроэнергетических проблем изобретены не были (да и вряд ли это произойдет в обозримом будущем), поэтому ведущие производители портативной электроники пошли другим путем: вместо того, чтобы обеспечить нас достаточно емкими и компактными носителями энергии они решили сделать процесс зарядки менее навязчивым и времязатратным. Но бизнес есть бизнес, и, как это всегда бывает при необходимости стандартизации чего-либо, все корпорации начали гнуть свою линию, и не думая озаботиться вопросом обратной совместимости между различными видами быстрой зарядки. Чтобы немного упростить вам жизнь, сегодня я расскажу об основных типах скоростного восполнения заряда на мобильных устройствах, чем эти подходы отличаются и как влияют на аккумуляторы наших устройств.
Принцип работы
Аксиома всех зарядных устройств – чем мощнее блок питания, тем выше скорость зарядки. И вот тут начинается магия чисел: если в обычном заряднике напряжение составляет 5 В, а сила тока – максимум 2-2.5 А, то быстрые зарядки могут похвастаться значениями на 10 В и 5 А соответственно.
Впрочем, одной мощности недостаточно. Нужен еще и специальный контроллер в блоке питания, который будет соединяться со смартфоном через уникальный протокол. Самый яркий пример – Qualcomm Quick Charge 3.0. Сертифицированные по этому стандарту зарядные устройства непрерывно принимают со смартфона информацию о состоянии аккумулятора, чтобы все время регулировать напряжение и силу тока. Данная технология получила имя INOV – Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, что можно перевести как Интеллектуальное Определение Оптимального Напряжения. Следовательно, для скоростной зарядки нужно пользоваться только комплектными либо сертифицированными зарядными устройствами. Их подделки встречаются редко, но все же не стоит терять бдительность, ведь зарядка аккумулятора «не тем и не так» может повлечь за собой выход вашего девайса из строя или даже привести к пожару.
Еще один момент, на котором разработчики и маркетологи всегда акцентируют внимание – это скорость восполнения первых 50% заряда аккумулятора. Дело в том, что пиковые значения мощности блок питания выдает лишь при зарядке почти пустой батареи. Взять, к примеру, небезызвестную технологию Quick Charge 3.0 от Qualcomm: максимальные 20 В она обеспечивает лишь в начале зарядки, постепенно снижая напряжение на 200 мВ вплоть до 3.2 В.
Стандарты
На данный момент практически каждый производитель смартфонов и чипсетов обладает собственной технологией быстрой зарядки. Начнем с самых известных.
Quick Charge
Именно компания Qualcomm задала тренд на использование быстрой зарядки. Стандарт Quick Charge 1.0 дебютировал в 2013 году вместе с чипсетом Snapdragon 600, а затем эволюционировал до второй версии в 2015 (Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808, 810), через год в 2016 был представлен QC 3.0 (Snapdragon 427, 430, 435, 617, 620, 625, 626, 650, 652, 653, 820, 821) и последняя четвертая версия только появилась на свет всего в одном процессоре – флагманском Qualcomm Snapdragon 835.
Среди недавних гаджетов Quick Charge 3.0 имеется в относительно свежем LG G6, который может зарядить свою батарею емкостью 3300 мАч до 100% за 96 минут.
Pump Express
Главный конкурент разработки Qualcomm – технология Pump Express от MediaTek. Основной отличительной чертой PE 3.0 является прямая зарядка, при которой температуру и состояние смартфона контролирует только сам блок питания. Среди обязательных требований Pump Express: наличие в смартфоне порта USB Type-C и одного из поддерживаемых SoC (список последних не разглашается)
Если говорить о конкретных девайсах, то поддержку этого стандарта получил Meizu Pro 6, чей аккумулятор на 2560 мАч способен полностью зарядиться с 0 до 100% всего за час.
Super Charge
Смартфоны Huawei нередко выделяются на фоне конкурентов емкими аккумуляторами, поэтому компания не могла не разработать свой собственный стандарт быстрой зарядки. Детище китайцев получило незамысловатое название Super Charge и довольно неплохие характеристики – мощность до 22.5 Вт при напряжении до 5 В.
Поддержкой SC обладают только Huawei Mate 9 и флагманы P10/P10 Plus. Mate 9 благодаря Super Charge за полчаса восполняет 57% из своих 4000 мАч, что можно назвать очень даже неплохим показателем.
TurboPower
Еще одна быстрая зарядка родом из Китая, но уже от Lenovo. Этот стандарт, выпущенный под брендом Motorola, был создан на базе Quick Charge 2.0 и обратно совместим с ним.
В техническом плане TurboPower примечателен повышенной мощностью – 25.8 Вт против 18 Вт в QC 2.0.
Adaptive Fast Charging
Эту технологию быстрой зарядки от компании Samsung с уверенностью можно назвать одной из самых известных на мобильном рынке. Поддержкой Adaptive Fast Charging оснащены все смартфоны корейского вендора из S- и Note-серий, начиная с моделей Galaxy S6 и Galaxy Note 4 соответственно. AFC выдает до 15 Вт мощности при максимальных 9 В напряжения.
На практике этого хватает, чтобы зарядить аккумулятор Samsung Galaxy Note 5 емкостью 3000 мАч до 50% за 30 минут.
Super mCharge
Весьма перспективной выглядит анонсированная на MWC 2017 технология Super mCharge от Meizu. На рынке еще нет ни смартфонов, ни зарядных устройств, поддерживающих SmC, но зато инженеры компании обещают, что на практике мы получим впечатляющие 11 В напряжения при максимальной мощности 55 Вт.
Сейчас такие показатели типичны скорее для блоков питания ультрабуков, но уж никак не смартфонов. В результате смартфон с аккумулятором емкостью 3000 мАч должен полностью заряжаться всего за 20 минут, а первые потребительские устройства Meizu собирается выпустить в конце 2017 – начале 2018.
Что дальше?
Как вы могли сами убедиться, обычным пользователям приходится только мечтать о какой-либо унификации среди технологий быстрой зарядки. К счастью, они не одиноки в этом стремлении – здесь на арену выходит Google, которая стремится внедрить единый стандарт быстрой зарядки посредством USB Type-C. Корпорация Добра еще 3 года назад представила технологию USB Power Delivery, но особого развития она так и не получила, хотя некоторый прогресс в популяризации USB PD все же есть: например, компания Qualcomm объявила об обратной совместимости USB PD и Quick Charge 4.
Ключевой особенностью USB Power Delivery является возможность зарядки самых различных типов гаджетов, от высокопроизводительных ноутбуков до компактных смартфонов.
Безопасность превыше всего
Отсутствие единого стандарта (да и в целом, относительная новизна такого понятия, как «быстрая зарядка» вызывает множество вопросов, на основные из них я постараюсь ответить:
-(Не)совместимость. Действительно, в большинстве своем технологии скоростной зарядки абсолютно несовместимы между собой, но есть и исключения – к примеру, TurboPower от Motorola создавался на базе Quick Charge 2.0, вследствие чего они полностью совместимы. Еще один пример – флагманы Samsung, поддерживающие не только Adaptive Fast Charging, но и Quick Charge 2.0. Однако стоит отметить, что это лишь общие рекомендации, в каждом отдельном случае лучше уточнять конкретную модель смартфона и зарядного устройства.
—Что случится, если попытаться зарядить быстрой зарядкой телефон, который ее не поддерживает либо не совместим с ней?
Скорее всего, ничего. Практически все блоки питания для быстрой зарядки имеют базовый режим, который пригоден для зарядки любых мобильных устройств. В этом режиме сила тока ограничивается 2 А, а напряжение 5 В, благодаря чему вы никак не сможете повредить неподдерживаемый гаджет. Но все же лучше не рисковать, и использовать только сертифицированные зарядные устройства.
-Сокращает ли использование быстрой зарядки срок службы аккумулятора? Это миф. На самом деле, износ литиевой батареи зависит от силы тока во время зарядки и ее температуры, и оба этих параметра контролируются зарядным устройством. Скажем, компания Meizu клянется, что в их гиперэффективной Super mCharge износ аккумулятора не превысит 20% за 800 циклов перезарядки, что является вполне стандартным показателем.
Что такое быстрая зарядка в смартфоне
При интенсивном использовании смартфонов, а это и интернет, и музыка и фильмы, всегда его нужно подзаряжать. Одной зарядки на один день у большинства телефонов не хватает при таком использовании. И вот здесь очень может помочь так называемая быстрая зарядка.
При увеличении диагонали и разрешения экрана, а также мощности процессоров выросла и нагрузка на батарею. Нам уже не хватает обычной зарядки на 5 вольт и 2 ампера. С такой обычной зарядкой аккумуляторная батарея заряжается не меньше двух часов. Поэтому производители взяли на вооружение технологию быстрой зарядки (fast charge).
Но появились и вопросы. Насколько вредна быстрая зарядка для аккумуляторов? Правда ли, что от этого смартфоны могут взрываться? Какая разница между Qualcomm Quick Charge и MediaTek Pump Express, и что лучше? А как вообще работает быстрая зарядка?
На сегодня существует несколько стандартов быстрой зарядки. Многие бренды на рынке смартфонов пытаются создать свой стандарт, как известные, так и неизвестные китайские компании.
Huawei имеет свой super charge с максимальной мощностью 22 Ватта, Asus Bust Master позволяет заряжать устройства под напряжением 9 вольт и током 2 ампера, Samsung разработали аналогичную технологию Adaptive Fast Charging она может выдавать 5 или 9 вольт и ток 2 или 1,67 ампера соответственно.
Как работает быстрая зарядка
Любая быстрая зарядка основана на принципе повышения мощности тока, передаваемого на аккумуляторы. Но увеличение мощности в каждой из этих технологий достигается по-разному.
Это может быть повышение вольтажа вплоть до 20 вольт, а где-то повышают силу тока до 5-6 ампер.
При быстрой зарядке напряжение может быть от 9 до 20 вольт, а ток повышается до 6 ампер. В каждой зарядке свои пределы, но не превышают приведенных.
А кто-то комбинирует эти методы и повышает и вольтаж, и силу тока. Напомним, что электрическую мощность можно определить умножив значение напряжения в вольтах на ток в амперах, P=U∙I.
Все технологии быстрой зарядки включают в себя:
Вред от Fast Charging
И все же первый вопрос – это вредна ли быстрая зарядка для аккумулятора. И тут ситуация неоднозначная. Есть ряд исследований доказывающие негативное влияние быстрой зарядки на аккумулятор, но также есть исследования, которые это полностью опровергают.
Современным литий-ионным и литий-полимерным батареям не важно, с какой силой тока и напряжением их будут заряжать. Если взять ноутбук, то у них стоят все те же литий-ионные аккумуляторы, только больше. Но если посмотреть на параметры зарядного устройства, то вы увидите силу тока в пределах 4-5 ампер и напряжение около 20 вольт, а самые злые технологии fast charge выдают по 12 вольт и 2-3 ампера и то на протяжении первых 15-20 минут, после чего они переходят на меньший ток.
Но, правда и то, что смартфоны от быстрой зарядки могут взрываться. Наиболее губительный эффект на батарею оказывает нагрев, именно он убивает аккумулятор и снижает его емкость.
Поэтому никогда не экономьте на зарядных устройствах и кабелях. Идеально всегда заряжайте смартфон оригинальным зарядным и кабелем, не ставьте на зарядку поврежденное устройство. Если корпус смартфона изогнут, треснут или пробит то лучше не рисковать и вовсе не пользоваться таким устройством. Никогда не оставляйте заряжающийся смартфон накрытым чем-либо, в плотном чехле или в сумке.
Сравнение технологий
Теперь рассмотрим 3 перспективные технологии быстрой зарядки. Это Qualcomm Quick Charge, немного меньше распространенная Pump Express от MediaTek и встречающаяся только в устройствах Oppa технология VOOC Flash Charge.
Начнем с Super VOOC Flash Charge. Это хоть и менее распространенная, но наиболее интересная, самая быстрая и бережная технология.
На данный момент Oppo представила уже вторую версию этой технологии. Она позволяет полностью зарядить батарею на 2500 мАч за 15 минут, а за 5 минут запасы аккумулятора можно пополнить на 45%, при этом смартфон заряжается вполне стандартным напряжением в 5 вольт.
Такое напряжение позволяет не нагревать батарею. Эти результаты удалось получить за счет использования специальных аккумуляторов, выдерживающих силу тока до 4,5 ампер, что почти в 2 раза больше чем в стандартной зарядке. Аккумуляторы имеют сразу восемь контактов и поделены на несколько ячеек, которые заряжаются параллельно. Говорят, что Oppo передала технологию в OnePlus, и она попыталась на основе VOOC Charge разработать свой вариант Dash Charge.
Следующая быстрая зарядка Pump Express. Она не сильно зависит от специфических батарей и материалов, из которых изготовлены разъемы и кабели.
Актуальный на сегодня Pump Express 3.0 заряжает аккумуляторы с 0 до 70% всего за 20 минут. Технология использует напряжение от 3 вольт с силой тока более 5 ампер. С помощью Pump Express можно заряжать аккумулятор напрямую, минуя промежуточные цепи, не затрагивая стандартную встроенную схему зарядки. Но такой вариант возможен только при использовании разъема USB Type-C, потому что он позволяет сильно сократить утечку энергии и снизить нагрев. Для защиты от перегрева предусмотрено 20 встроенных систем защиты.
Первый процессор с поддержкой Pump Express 3.0 это Helio Р20, заявлено, что и последующие чипсеты получат поддержку этого стандарта.
MediaTek продает свои процессоры массово любым производителям смартфонов, поэтому Pump Express должен встречаться во многих смартфонах на MediaTek, но на практике это не так. Почему?
Да потому что процессор поддерживает быструю зарядку, но производители эту возможность не реализуют, из-за того, что не хочется разрабатывать усложненные цепи питания для нужд Pump Express и тем самым увеличивать стоимость устройства. Возможно, производители опасаются за сохранность аккумуляторов, которые сделаны не всегда качественно у бюджетных телефонов. Из смартфонов, сделанных на MediaTek, только некоторые имеют технологию быстрой зарядки.
Самых больших успехов в разработке быстрых зарядок достигла компания Qualcomm. Разработка технологии Quick Charge ведется уже на протяжении 4 поколений и доведена до идеала.
Все версии стандартна обратно совместимы, то есть можно использовать зарядное устройство версии 4 с телефоном, который поддерживает только 1 версию, в таком случае зарядка переключится в режим Quick Charge 1.0.
Стандарт от Qualcomm поддерживает огромное количество производителей смартфонов и аксессуаров. Например, Samsung сохраняет поддержку Quick Charge, не смотря на то, что имеет собственные разработки.
С каждой новой версией стандарта Quick Charge становится все быстрее, умнее и безопаснее. Например, первое поколение могло заряжать устройства только в 5 вольт и 2-2,5 ампера, второе поколение позволило использовать повышенное напряжение до 12 вольт, точнее контролер сам выбирал необходимое значение из трех фиксированных в 5V/9V/12V с максимальной силой тока в 3 ампера. При этом допустимая максимальная мощность блока питания может достигать 18 Ватт. Но при такой мощности остро стали проявляться проблемы с нагревом и уже в следующих версиях стандарта инженеры уделили больше внимания защите аккумулятора от перегрева.
Основной инновацией Quick Charge 3.0 является не повышенная скорость зарядки, а способность технологии экономить энергию, избегая избыточного выделения тепла. Реализовать такой подход позволила новая технология INOV, то есть умное определение нужного напряжения. Благодаря этому новшеству идет обмен данными между зарядкой и девайсом, когда идет запрос на требуемое напряжение, которое может быть любым в диапазоне от 3,2 до 20 вольт с шагом в 0,2 вольта. Таким образом, Quick Charge 3.0 позволяет динамически настроиться на необходимое напряжение.
По мере того как батарея заряжается или нагревается, контролер постепенно снижает требуемое напряжение. В том числе и по этой причине последние 20% заряжаются дольше. В итоге зарядка происходит бережно, аккумулятор не перегревается, а его износ сведен к минимуму.
Но главной новинкой в Quick Charge 4.0 станет поддержка стандарта USB Power Delivery. Это технология быстрой зарядки разработанной в Google. Возможно в будущем PD станет основой для объединения различных стандартов быстрой зарядки, было бы хорошо использовать одну зарядку для любого стандарта.
Развитие мобильных источников питания
Что будет в будущем? Хочется верить, что все батареи смартфонов будут основаны на Graphene, такие аккумуляторы смогут похвастаться свойствами супер конденсаторов, а для их зарядки потребуются считанные минуты. Они гораздо круче современных литий-ионных аккумуляторов, не теряют своей емкости даже после 2000 циклов зарядки и имеют более высокую плотность хранения энергии. Возможно такие батареи появятся через 10 лет, и мы перейдем на них, прототипы уже есть.
А есть еще разработки по изготовлению микроскопических элементов питания на основе радиоактивных элементов. Их совсем не придется заряжать, просто нужно их менять каждые 2 года, но это разработки далекого будущего.