Что такое функция быстрой зарядки. Что такое быстрая зарядка (Quick Charge) в телефонах
Статьи и Лайфхаки
Набор технологий быстрой зарядки аккумуляторов мобильных устройств Quick Charge (QC), созданный американским производителем чипов Qualcomm – это настолько полезная вещь, что о ней наверняка слышал почти любой владелец смартфона.
Возможность подзарядить батарею более чем наполовину в течение часа очень привлекательна.
К настоящему моменту актуальной является уже четвертая версия Quick Charge, что однозначно свидетельствует: технология прижилась.
Почему возможна быстрая зарядка
Правильнее будет поставить вопрос иначе: почему обыкновенные зарядные устройства работают так медленно.Для каждой модели батареи существует свой оптимальный режим, позволяющий, с одной стороны, избежать повреждений при превышении тока, а с другой – не заряжать ее чересчур долго.
Но в действительности он представляет собой нечто усредненное: реальные величины тока и напряжения зависят еще и от степени заполнения емкости аккумулятора.
С ростом уровня производительности чипсетов стало возможным динамически задавать параметры ЗУ в зависимости от текущих условий.
Благодаря этому разработчики смогли достичь впечатляющих результатов: ускорив процесс зарядки на начальном и среднем этапе в разы за счет поднятия напряжения.
Для этого потребовалось решить несколько технических задач :
- Подобрать оптимальные режимы зарядки, не сокращающие срок службы аккумулятора.
- Обеспечить надежную и безопасную передачу достаточной мощности от источника питания к батарее.
- Создать аппаратное и программное обеспечение, позволяющее тонко контролировать состояние аккумулятора и управлять работой зарядного устройства.
Что такое Qualcomm Quick Charge
Если рассматривать первое и последнее, четвертое, поколение Quick Charge, станет понятно, что эта технология претерпела за короткий срок кардинальные изменения.
Основой для нее изначально служила спецификация USB Battery Charging, созданная для стандартизации повышенного потребления энергии мобильными устройствами. Она позволяла «договариваться» источнику и приемнику о необходимых параметрах напряжения.
Понятно, что для работы данной системы требуется поддержка соответствующего протокола как чипсетом, так и зарядным устройством.
Первое поколение не пользовалось особой популярностью, поэтому массовое распространение технологии началось с Quick Charge 2.0, появившейся почти одновременно с другой спецификацией - , уже «заточенной» специально для быстрой зарядки.
Но, к сожалению, технология Qualcomm, хотя и имела ряд преимуществ перед данным стандартом, ноне была с ним совместима.
Протокол, используемый технологией INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage) предусматривал возможность «умного» переключения между режимами напряжения 5, 9, 12 и 20 В. Для устройств, не поддерживающих QC, по умолчанию устанавливался режим 5 В.
Если обнаруживалось наличие поддержки QC, то в дальнейшем выбор режима осуществлялся чипсетом в зависимости от состояния аккумулятора. Максимальная мощность достигала 18 Вт.
Результат появился удачным, и новинка едва ли не стала законодателем мод: на ее основе появились стандарты других компаний, полностью с нею совместимые: самсунговский и разработанный компанией Lenovo , применявшийся в смартфонах Motorola.
В 2016 году появилась новая версия - Quick Charge 3.0. Первым флагманским чипсетом, ее поддерживающим, стал знаменитый Qualcomm Snapdragon 820.
Вместо нескольких фиксированных режимов он предусматривал возможность дискретного изменения напряжения с шагом в 200 мВ.
В итоге для полной зарядки батареи емкостью 3300 мАч, установленной на топовом LG G6, требовалось всего 96 минут.
Актуальное, четвертое поколение QC появилось вместе с чипсетом Snapdragon 835. По сравнению с третьим поколением скорость зарядки увеличилась еще на 20%. Но самое главное – теперь этот стандарт полностью совместим с USB Power Delivery.
Кроме того, в Snapdragon 845 появилась его более продвинутая версия 4.0+, обеспечивающая более высокую скорость и эффективность.
В каких устройствах имеется Quick Charge
Минимальным требованием является наличие в гаджете соответствующего типа чипсета :
- Для QC 1.0 – Snapdragon 600.
- Для QC 2.0 – Snapdragon 200, 400, 410, 615, 800, 801, 805, 808, 810.
- Для QC 3.0 – Snapdragon 821, 820, 620, 618, 617, 430.
- Для QC 4.0 – Snapdragon 845, 835.
Одна из наиболее известных подобных ситуаций – OnePlus 3T, но в данном случае отказ был оправдан, поскольку имелась собственная , пусть и проигрывающая QC.
А вот выход Xiaomi Mi A1 на «чистой» версии Android без фирменной оболочки MIUI, не имевший функции быстрой зарядки, фанаты бренда встретили безо всякого понимания.
В заключение
Qualcomm Quick Charge смело можно считать наиболее продвинутым стандартом быстрой зарядки из всех сегодня существующих. И хотя он не стал единственным, но на фоне конкурентов смотрится весьма выигрышно.
А совместимость со спецификацией USB Power Delivery до определенной степени решила проблему использования «неродных» зарядных устройств.
Кто-то считает, что будущее за беспроводными зарядными устройствами, кому-то милее USB Type-C в каждой розетке. Но в любом случае QC очень серьезно облегчает жизнь пользователям гаджетов, позволяя экономить время.
И пока не придумали компактный аккумулятор емкостью в несколько десятков мАч, актуальность ее не подлежит сомнению.
С выходом каждого нового поколения смартфонов процессоры становятся всё быстрее, разрешение экрана - всё выше, приложения - всё прожорливее, а аккумуляторы… Аккумуляторы всё те же. Чтобы хоть как-то компенсировать этот недостаток, производители используют технологии быстрой зарядки. Но, кроме преимуществ, они могут принести владельцу смартфона массу проблем - от банальной несовместимости и снижения срока службы аккумулятора до сожженных смартфонов и блоков питания.
На сегодняшний день нам доступен широкий спектр протоколов зарядки, разрабатываемых и продвигаемых разными компаниями и организациями. По возможности попробуем придерживаться хронологии.
Обычный USB
USB допускает ток не более 500 мА при напряжении 5 В. Лишь много позднее, с выходом спецификации USB 3.0, максимальный ток был поднят до 900 мА. Обычным кнопочным телефонам, которые стали выходить не с собственными разъемами для заряда, а со штекерами mini-, а потом и microUSB, вполне хватало небольшой мощности.
Все изменилось с выходом смартфонов, емкость аккумуляторов которых в разы превышала относительно небольшую емкость батарей кнопочных телефонов. Даже небольшие по современным меркам аккумуляторы с емкостью 1500 мА ∙ ч уже хотелось заряжать быстрее, чем за 4–4,5 ч (время с учетом потерь при зарядке и естественного замедления скорости заряда после 80%). Возникла необходимость каким-то образом передать больший ток заряда по стандартному кабелю, при этом не спалив случайно контроллер USB, если устройство подключат к компьютеру.
USB Battery Charging Revision 1.2 (BC1.2)
Этот стандарт был принят в далеком 2011 году и позволял ранним устройствам заряжаться от разъемов USB силой тока до 1,5 А при напряжении 5 В. Стандарт принят организацией USB-IF , поэтому его использование для производителей бесплатно. По современным меркам он весьма примитивен: тип зарядного устройства определяется по напряжению на контактах D+ и D-.
Всем Здравия! Настало время познакомить вас с хорошим, недорогим зарядным устройством, которое поддерживает протокол быстрой зарядки Quick Charge 3.0. Кому лень читать: устройство годное, проблем в процессе эксплуатации не выявлено.
Технические характеристики:
- Вход: 100-240 В 50/60 Гц 0.5 А Макс.
- Выход: 5 В=3 А, 9 В=2 А, 12 В=1.5 А.
- Поддержка быстрой зарядки: Qualcomm QC 2.0, QC3.
- Защита: от перенапряжения, короткого замыкания, превышения тока и температуры.
- Вес: 45 гр.
Внешний вид
Поставляется зарядка в обычном ЗИП пакете. Видно сразу - устройство «ноунейм», т.к нет характерных надписей на упаковке, отсутствует какой-либо защитный код и адрес производителя.
Зарядка выполнена из белоснежного, матового пластика. По бокам имеются выемки под пальцы, дабы удобней было вынимать её из розетки. Сделана качественно, придраться не к чему.
Для подключения к силовой сети используется евровилка, типа CEE 7/16. Для жителей Америки (и не только) у продавца есть вариант с вилкой типа A.
На боковой грани расположена текстовая информация с техническими характеристиками.
На верхнем торце установлен USB порт с зелёной пластиковой вставкой. Под ним красуется надпись с названием протоколом быстрой зарядки qc 3.0. Кабель в гнезде держится хорошо, не болтается. Световая индикация работы отсутствует. В общем, стандартная зарядка, которые многие производители продают по 7-10 баксов, лепя свой шильдик.
Размеры устройства. Для сравнения рядом положил аккумулятор 18650.
Разборка
Греем корпус феном, а затем аккуратно половиним. Достаем «внутренности». Контакт евровилки с платой осуществляется благодаря металлическим скобкам, арочного типа. Монтаж элементов выполнен вполне хорошо, следы флюса минимальны. Единственное, что бросается в глаза - это отсутствие радиаторов.
C одной стороны платы.
Мостовой выпрямитель ABS 210. Используется почти во всех зарядках, которые я разбирал.
С другой стороны.
MOSFET-транзистор 4N60G.
Диод Шоттки MBR20100CT. Рядом c USB портом находится чип с маркировкой PT4U2K, который, скорее всего, контролирует работу быстрой зарядки Quick Charge.
Оптопара транзисторная PC817B.
Тестирование
Для начала, как всегда, проверил наличие «ума» в зарядке. На контактах данных присутствует напряжение 2.7 В, т.е устройства от Apple беспроблемно будут заряжаться током вплоть до 2.4 А. При подключении другого смартфона, будь то Samsung, либо LG, напряжение на D+ и D- меняется, подстраиваясь под устройство, обеспечивая ему максимальный ток заряда.
Напряжение без нагрузки. Все в норме.
Проверку на QC 3.0 устройство прошло, напряжение плавно c шагом в 200 мВ поднимается до отметки в 12 В, а затем также плавно понижается вплоть до 3,7 В.
Прошлая Quick Charge 2.0 также имеется.
Затем проверил максимальную токоотдачу в различных режимах.
В режиме 5 В.
Порт смог отдать 4 А, без особой просадки по напряжению. К сожалению, это предел для моей нагрузки, но думаю этого вполне достаточно, чтобы понять, что зарядка «не лыком шита».
В режиме 9 В.
Максимальная токоотдача составила 2,73 А.
В режиме 12 В.
Максимальная токоотдача составила 2,02 А.
Тест на стабильность.
Произвел тестирование в режимах, которые заявил производитель, дабы удостоверится, что зарядное нормально работает в течение продолжительного времени. Время испытания ≈ 45 минут.
В режиме 5 В/3 А устройство нагрелось до 61 градуса. Напряжение в ходе испытания просело до 4,92 В.
В режиме 9 В/2 А устройство нагрелось до 60 градусов. Напряжение поднялось до 9,27 В.
В режиме 12 В/1,5 А устройство нагрелось до 60 градусов. Напряжение поднялось до 12,49 В.
Итог:
Приличное зарядное устройство, которое обладает хорошей сборкой, заявленными электротехническими характеристиками и небольшой стоимостью.Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +22 Добавить в избранное Обзор понравился +30 +43 Banggood AliexpressУпаковка
Поставляется устройство в коробке с узнаваемым дизайном с полиграфией в бледно серых тонах. На фронтальной части - фотография гаджета, имеется логотип Mi.
Также по традиции - сзади технические параметры зарядки:
Параметры
Зарядных портов - 6, 5 из которых имеют физический интерфейс USB - A, и еще один - USB - C.
4 порта - имеют стандартное напряжение 5 В, максимальный общий ток до 4,8 А, не более 2,4 А на порт.
Еще один USB - A и порт USB - C - поддерживают технологию QuickCharge 3.0, максимальный ток при напряжении 5В - 3А, 9В - 2А и 12 В - 1,5 А.
Размеры устройства - 110*80*20 мм, рабочие температуры от 0 до 40 С
Что в коробке
Внутри внешней коробки - еще одна, внутренняя, разделенная на две части
В одной находится зарядная станция, в другой - кабель питания.
Собственно ничего более интересного в комплекте не идет, да ничего больше не нужно.
Комплектный кабель - имеет плоскую вилку, американского образца, со стороны зарядной станции - стандартный двухконтактный разъем, который часто встречается в различной технике.
Внешний вид, дизайн
Панель с разъемами заклеена транспортировочной наклейкой, малость погребального вида.
Наклейку долой, под ней - обещанные 6 USB портов. Сначала USB C потом USB A с поддержкой QC 3.0, и далее 4 обычных 5 Вольтовых
Корпус белый и глянцевый, при этом не особенно маркий. На верхней панели изображен логотип MI - но очень светлым, серым цветом.
На нижней части корпуса - по углам 4 небольшие ножки.
Сзади - по центру находится двухконтактный разъем для кабеля питания. К слову сказать, не обязательно искать переходник к комплектному кабелю.
У меня нашелся свободный подходящий кабель с евровилкой. Правда черного цвета, но зато не нужно искать переходники.
На боковых частях корпуса ничего интересного нет. Еще раз хочу отметить высокое качество материалов и изготовления. Это тот случай, когда вещь просто приятно держать в руках.
Найденный кабель - подошел как родной, разъем четко совпал по размерам, контакт плотный и надежный.
При включении на верхней части загорается белый светодиод. Снимать белое на белом - задачка еще та.
Тестирование
Первый тест - при помощи кабеля USB C - USB C, который я использую для передачи данных с ноутбука, подключаю свой Xiaomi Mi 5X - заряд успешно начался.
Нагрузочные тесты
Стандартные порты - на холостом ходу выдают напряжение 5 вольт.
Нагрузку в 12,5 Ватт - на 2,5 А выдерживают легко, без просадки напряжения, что даже немного выше заявленного показателя. Скажу что в реальной жизни, мало какие устройства потребляют ток выше 1-1,5 А при заряде.
Порт с поддержкой QC 3.0 - без проблем выдает заявленные 3 А, совершенно без просадки напряжения.
Проверим работу в режиме QC 3.0 - который поддерживает плавное повышение и понижение напряжения с шагом в 0.2 В. Минимальное напряжение которое мне удалось получить на зарядной станции - 3.76 В
Изменяется оно действительно с шагом в 0.2 В и, по запросу от заряжаемого устройства, можно получить любое нестандартное напряжение - например 7 В, которое нужно на текущем этапе заряда.
Максимальное напряжение - 12 Вольт
Что касается нагрузочной мощности, порт без проблем отдает порядка 18,5 Ватт - это более 2 А на 9 В
Соответственно на 12 В - ток нагрузки превышает значение в 1,5 А. За время тестов зарядная станция была еле теплой, что не скажешь о электронной нагрузке, вентилятор которой едва справлялся с нагревом.
Видеоверсия обзора
Вывод
Удобная, компактная и мощная зарядная станция от именитого бренда, с поддержкой технологии быстрого заряда. Заняв всего 1 электрическую розетку, она может заряжать одновременно до 6 гаджетов - смартфонов, планшетов, повербанков, либо питать различные устройства - IP камеры, универсальные ИК базы и много другое.
На этом все, спасибо за внимание.
За 5 лет в мобильной электронике производительность выросла в 5-10 раз, тогда как технологии производства аккумуляторов остались неизменными. Средняя емкость аккумулятора 3000 мАч, что в 3 – 3.5 раз выше показателя телефонов прошлого десятилетия. При этом намечается тенденция снижения емкости, из-за уменьшения толщины корпуса, что негативно скажется на времени автономной работы мобильного устройства.
Как временное решение была разработана технология быстрой зарядки, способная ускорить процесс восполнения заряда до 75%. Как результат сокращается время ожидания и повышается мобильность, так как пользователь не прикован на 3-4 часа к розетке. Давайте разберемся подробнее о технологии, принципе работы, достоинствах и недостатках.
Что такое быстрая зарядка
Быстрая зарядка – это технология, направленная на увеличение пропускной способности напряжения (В) или силы тока (A), либо того и другого. Смысл заключается в том, что бы максимально быстро, эффективно и безопасно перезарядить встроенный источник питания. На скорость зарядки влияют параметры тока, а так же поколение быстрой зарядки.
Сценарии использования
Суть технологии быстрой зарядки – быстро зарядить батарею. Поэтому такая опция пригодится пользователям, чьи устройства снабжены аккумуляторами небольшой емкости или в силу занятости активно расходуют заряд. Рассмотрим эффективность применение технологии в реальной жизни.
Зарядка аккумулятора повышенной емкости
Некоторые смартфоны и планшеты снабжены источниками питания на 5000 – 12 000 мАч. Зарядка таких устройств сетевым адаптером с параметрами тока 5В/1A займет 6-14 часов. А с использованием быстрой зарядки первого поколения (5В/2A), время ожидания сократится почти в два раза.
Подзарядка на непредвиденный случай
Предположим, что по пути на работу или учебу, игра разрядила смартфон, а на оставшийся день заряда хватит только на телефонные разговоры. Требуется восполнить заряд, а свободного времени 15 минут. За это время аккумулятор емкостью 3000 мАч зарядится:
- Стандартным зарядным 5В/1A – 8.3 %.
- Быстрой зарядкой 1 поколения 5В/2A – 16.7 %.
- Быстрой зарядкой 2 поколения 9В/2A – 30 %.
Принцип действия
Процесс зарядки состоит из двух этапов. На первой стадии мощность тока высока настолько, сколько способен принять смартфон или планшет. Вторая стадия начинается по достижении отметки в 60-75 %. Сила тока начинает постепенно снижаться, а процесс зарядки на этом этапе растягивается на 30-60 минут. Это сделано для того, что бы аккумулятор не перегрелся, и не вышел из строя.
В технологии быстрой зарядки применен тот же принцип действия, с той лишь разницей, что на первом этапе показатели силы тока или напряжения, либо того и другого выше. Так в начале процесса аккумулятор заряжается быстро, а в конце с обычной скоростью. А использовать технологию целесообразно, когда батарея разряжена до 15-30 %. Поэтому маркетологи пишут, что аккумулятор за 30 минут зарядится на 60 или 75 %, но не уточняют время полной зарядки – 1.5-2 часа.
Стоит заметить, что технология быстрой зарядки закладывается при разработке мобильного устройства. Требуется установка соответствующего процессора, а так же контроллера питания, способного принимать и распределять энергию с высокими значениями тока / напряжения. А главное требуется сетевой адаптер, поддерживающий необходимые параметры.
Какие смартфоны и планшеты на Android поддерживают технологию быстрой зарядки
О поддержке данной технологии производитель указывает на коробке или в перечне комплектации. Например, на коробке Motorola Droid Turbo 2, указано о фирменном зарядном устройстве с мощностью 25 Вт. Так же информация о поддержке технологии указывается в спецификации на сайте компании.
Важно знать, что некоторые производители не кладут зарядные устройства с поддержкой технологии быстрой зарядки. В этом случае пользователь вынужден покупать сетевой адаптер отдельно.
Как выбрать зарядное устройство с поддержкой быстрой зарядки
На сайте производителя требуется уточнить тип быстрой зарядки, а так же параметры принимаемого тока: 2A/5В, 2A/7В или 2A/9В. Затем выбрать соответствующее зарядное устройство, на котором будут указана поддержка быстрой зарядки и требуемое соотношение тока / напряжения.
Разновидности быстрой зарядки
Qualcomm Quick charge.
Компания Qualcomm – основатель быстрой зарядки и лидер данной технологии, ввиду наиболее широкого распространения чипов и процессоров для мобильной электроники. За четыре года появились три поколения быстрой зарядки.
Quick charge 1.0
Повышение силы тока до 2А, параметры адаптера 2A/5В, мощность 10 Вт. В сравнении с обычными сетевыми адаптерами 1A/5В, процесс зарядки почти в 2 раза быстрее (2000 мАч в час).
Quick charge 2.0
Выросло напряжение до 12В, параметры адаптера 2A/5В, 2A/7В, 2A/9В и 1.2A/12В, мощность до 18 Вт. В сравнении с первым поколением, процесс зарядки сократится на 1.8 раз (до 3600 мАч в час). При этом пользователю может быть предоставлен выбор скорости зарядки, за счет ручного переключения напряжения из меню устройства, или вольтаж фиксирован – 7В или 9В. В обоих случаях решение принимает производитель мобильного устройства на стадии разработки.
Quick charge 3.0
Улучшение процесса зарядки за счет динамического изменения напряжения (3.2 – 20В с шагом 200 мВ). Параметры сетевого адаптера и мощность прежние, но в Qualcomm отмечают прирост 3-8 % и выше.
MediaTek Pump Express
Конкурирующее решение быстрой зарядки для процессоров MediaTek. Ввиду слабого распространения технологии, подробностей мало, но принцип работы тот же – повышение тока, напряжения или того и другого. Так же китайский производитель не стесняется рассказывать о превосходстве над конкурентами без приведения конкретных цифр.
Pump Express
Первое поколение быстрой зарядки с напряжением 3.6 – 5В, силой тока 1.2 – 2А, мощность 5 Вт (1.2А), 7.5 Вт (1.5 А) и 10 Вт (2А).
Pump Express Plus
Второе поколение с увеличенным напряжением (5, 7, 9, 12) и силой тока до 2А: 15 Вт (9В/1.67А) и 24 Вт (12В/2А).
Pump Express 3.0
О третьем поколении быстрой зарядки ничего не известно. По словам MediaTek, 70% заряда восполнится за 20 минут.
Кроме того технологию быстрой зарядки развивают производители мобильной электроники: Motorola – TurboCharge, Samsung – FastCharge, ASUS – BoostMaster и т.д. Суть одинакова, зарядка смартфона сетевым адаптером мощностью 15 или 18 Вт (2A/9В, 1.67A/9В или 3A/5В).
Отличительная реализация у компании OPPO (VOOC Flash Charging) и дочернего предприятия OnePlus (Dash Charge) – 4A/5В (20 Вт). При этом аккумулятор разделен на несколько ячеек, по которым равномерно распределяется ток.
Достоинства и недостатки
Преимущество технологии в быстром и безопасном заряде мобильного устройства. При этом сокращается время на ожидание и повышается мобильность. К тому же утверждения, что использование быстрой зарядки ускоряет износ и разрушение аккумулятора – опровержены учеными Стэнфордского Университета, Института Материаловедения и Энергетики Стэнфорда. При этом ученым удалось понять структуру и внутренние процессы, что бы в дальнейшем без последствий повысить скорость зарядки.
В тоже время главный недостаток технологии – замедление поиска новых источников питания, а так же оптимизация энергопотребления. Для компаний лучше перезарядить аккумулятор 2-3 раза за день, чем добиться медленного расхода энергии.
Вывод
Технология быстрой зарядки – эффективный способ восполнения энергии аккумулятора и повышения мобильности. В этом направлении есть интересные наработки, включая УМБ с функцией Quick charge. Но из-за распространенного мифа об ускоренном разрушении батареи, пользователи предпочитают и дальше пользоваться адаптерами с малой подачей тока. Поэтому компаниям стоит вкладывать деньги в оптимизацию потребления энергии и повышение емкости с сохранением размеров аккумулятора. Иногда ученые заявляют о новых источниках питания для портативной электроники. Но пока компании и корпорации не увидят в этом прибыль, ситуация останется неизменной.