Что такое быстрая зарядка смартфона? Что такое быстрая зарядка в смартфоне

ПВ смартфонах 2019 года, основанных на топовых мобильных процессорах компании Qualcomm, появится быстрая зарядка по технологии Quick Charge.0, еще более скоростная и эффективная. Мощность адаптера составит 32 Вт, что в два раза больше, чем у предыдущей версии.

Первым чипом с поддержкой Qualcomm Quick Charge.0 должен стать , который станет «мозгом» сразу нескольких потенциальных хитов следующего года на рынке мобильных телефонов: Samsung Galaxy S10 (наряду с собственным процессором серии Exynos), Xiaomi Mi9 и OnePlus 7.

Заметим, что само упоминание Quick Charge.0 в спецификации чипсета смартфона вовсе не означает, что последний будет ее поддерживать. Дело в том, что данная технология быстрой зарядки от Qualcomm является лицензируемой. И чем новее версия, тем дороже стоит ее использование. Но бывают и другие ситуации.

Например, представленный в августе Galaxy Note 9 «знаком» только со старой Quick Charge 2.0, анонсированной еще три года назад. Связано это с тем, что Samsung выпускает свои флагманы и на собственных чипах Exynos. А поддерживаемая последними быстрая зарядка Adaptive Fast Charging заметно уступает QC 3.0.

Хронология развития

Quick Charge 1.0

Самая первая версия технологии быстрой зарядки от Qualcomm. Мощность адаптера составляла 10 Вт, напряжение питания 5 В, ток 2 А. В целом мало отличалась от других решений, совместимых со спецификацией USB Battery Charging. Преимуществ особых не имела и получила слабое распространение.

Quick Charge 2.0

Первая действительно популярная версия. Она предусматривает обмен данными между смартфоном и зарядным устройством для того, чтобы определить, поддерживает оно QC 2.0 или нет. Основным преимуществом было использование уже существовавших на тот момент кабелей USB.

При этом напряжении питания может составлять не только 5 В, но и 9, 12 и даже 20. Понятное дело, что если подавать это напряжение просто так по USB, велик риск спалить заряжаемый аппарат. По этой причине спецификация QC 2.0 предусматривает следующий принцип работы:

1. При подключении к зарядному устройству (далее ЗУ) аппарат (смартфон, планшет и т.д.) «видит», что линии передачи данных D+ и D? (см. схему выше) замкнуты, как того требует USB Battery Charging. Называется это состояние S1.
2. На D+ подается напряжение 0.6 В. Состояние S2. Если этого не происходит, то зарядка продолжается в режиме Quick Charge 1.0.
3. Если ЗУ поддерживает Quick Charge 2.0, происходит разъединение D+ и D?. При этом D? закорачивается на 0 В.
4. Заряжаемое устройство в ответ на это подает напряжение 3.3 В на освободившийся D+. Достигается состояние S3.
5. Происходит освобождение D? со стороны ЗУ. В ответ на D+ и D? подается управляющее сочетание напряжений, указывающее на требуемое напряжение питания.

Возможные сочетания:

Несмотря на такое изящное на первый взгляд решение по управлению напряжением питания, разработки Qualcomm для быстрой зарядки вызвали противодействие со стороны ассоциации USB-IF, занимающейся стандартизацией и развитием интерфейса USB, а также Google.

Причина заключается в неполном соответствии QC 2.0 спецификации USB Type-C. Она предусматривает наличие внутри кабеля специальной микросхемы, которая идентифицирует параметры кабеля. Питание ее осуществляется от основной шины, а повышение напряжения может вывести ее из строя.

Cмартфоны с поддержкой Quick Charge 2.0 и USB Type-C не могли получить сертификат соответствия USB-IF. Именно по этой причине, например, флагманы Samsung до Galaxy S7 включительно имели устаревший разъем MicroUSB 2.0 вместо более современного Type-C.

Quick Charge 3.0

По сути это та же самая технология QC 2.0. Однако получила в дополение режим регулируемого напряжения. Для него еще на стадии проектирования второй версии был зарезервировано состояние, при котором на D+ подается напряжение 0.6 В, а на D- — 3.3 В. Диапазон регулировки — от 3.6 до 20 В с шагом в 0.2 В.

Зарядное устройство с одновременной поддержкой Quick Charge 3.0 и обычного стандарта USB Battery Charging

Как и вторая версия, третья также встретила сопротивление со стороны USB-IF. Google также не рекомендовала использовать QC 2.0 и 3.0 для Android-устройств. В свою очередь это вылилось в появление кастомных разработок от производителей мобильной электроники. Примеры: Huawei Super Charge, OnePlus Dash Charge и других.

Quick Charge 4.0

Четвертая версия должна устранить возникшие разногласия. По умолчанию аппарат, поддерживающий QC 4.0, старается инициализировать режим USB Power Delivery, как указано в требованиях USB-IF. Лишь потом пытается активировать классический Quick Charge 2.0/3.0 при отсутствии его поддержки.

Согласно заявлениям Qualcomm, технология QC 4.0 позволяет заряжать аккумулятор емкостью 2750 мАч за 15 минут на целых 50%. При этом всего 5 минут зарядки хватит на 5 часов работы. Вообще этот показатель зависит от характера и интенсивности использования.

Максимальная мощность ЗУ при этом — 18 Вт. При напряжении питания 9 В ток зарядки составляет 2 А, при 20 В — 0.9 А. При этом производителями смартфонов созданы кастомные более быстрые решения. В их случае мощность адаптера может достигать 40 Вт, как в последней версии Super Charge от Huawei.

Несмотря на то, что Quick Charge 4.0 поддерживают даже недорогие чипсеты Qualcomm среднего уровня вроде Snapdragon 630 (SDM630), на данный момент она получила не особо широкое распространение. Связано это и с тем, что многие вендоры уже вложили средства в разработку аналогов, и с довольно высокой стоимостью лицензии.

Quick Charge.0

В стремлении догнать конкурентов, Qualcomm разрабатывает пятую более эффективную версию своей технологии быстрой зарядки. Она призвана избавить вендоров от разработки собственных «костылей». Как уже было сказано в начале, мощность ЗУ QC 5.0 была увеличена до 36 Вт.

При этом ток передается сразу по трем каналам. Нечто подобное уже можно увидеть в случае некоторых смартфонов с

Пока что не существует компактных аккумуляторов с высокой емкостью. Подобные устройства находятся на стадии развития. Конечно, есть некоторые прототипы, но они не используются. Производители смартфонов пошли другим путем – они придумали способ заряжать телефон быстрее, причем, намного. Для этого он должен поддерживать технологию быстрой зарядки (она может называться по-разному) и оснащаться специальным зарядным устройством, которое способно обеспечить высокую силу тока.

Отметим, что дешевые телефоны в ценовой категории до 10 тысяч рублей не обладают подобной функцией. Быстрая зарядка доступна во флагманах и более-менее дорогих смартфонах, которые нельзя отнести ни к флагманам, ни к бюджетникам. Впрочем, “железо” совершенствуется и дешевеет, поэтому если в течение 2018 года начнут выпускать бюджетники с технологий быстрой зарядки, то это будет логично.

Как работает быстрая зарядка?

Чтобы быстрее наполнить аккумулятор, нужно зарядное устройство высокой мощности. В стандартных моделях напряжение не превышает 5 В, а сила тока не выше 2-2.5 А (чаще всего это 1 Ампер). В специальных адаптерах сила тока может достигать 5 А, а напряжение 20 В. Однако это не основное отличие. Классические “медленные” зарядки просто обеспечивают стабильный последовательный ток, а “умные” и быстрые устройства могут “общаться” со смартфоном посредством специального протокола.

Например, популярная технология Quick Charge 3.0 от известного производителя процессоров Qualcomm основана на “общении” между смартфоном и зарядным устройством. Телефон посылает зарядке информацию о состоянии аккумулятора, и на основе этой информации блок питания может регулировать выходную мощность путем изменения силы тока или напряжения. Такая система определения напряжения называется Intelligent Negotiation for Optimum Voltage или INOV.

Самая высокая мощность выдается адаптером при пустом аккумуляторе. Именно поэтому производители чаще всего указывают эффективность работы своих зарядок по времени наполнения батареи до 50%. Например, при совершенно пустом аккумуляторе Quick Charge 3.0 (название одной из технологий) создается начальное напряжение 20 В, а затем по мере набора емкости батареи напряжение может снизиться вплоть до 3.2 В.

Функция быстрой зарядки доступна только при поддержке процессором этой технологии и при наличии специального зарядного устройства, которое обычно поставляет сам производитель. Если оно сломается, то можно купить новое, но оно должно быть сертифицировано. И хотя подделок на рынке мало, использовать непроверенный аксессуар ни в коем случае нельзя, так зарядка батареи при неправильном режиме может не просто уничтожить смартфон, но и стать причиной пожара.

Технологии

Каждый уважающий себя производитель чипсетов (процессоров) создал свою уникальную технологию быстрой зарядки. Укажем самые распространенные из них.

Quick Charge

Компания Qualcomm является ведущим производителей чипсетов для смартфонов. Xiaomi, некоторые Samsung, Asus, Google Pixel и другие производители закупают чипы данного бренда и успешно используют в выпускаемых телефонах. Именно Qualcomm стал первым, кто создал технологию быстрой зарядки. На данный момент в последних процессорах используется версия Quick Charge 3.0. Ее поддерживают чипы Qualcomm Snapdragon 835 (последний) 821, 820, 625, 620, 618, 617, 430. Процессоры начиная с 625 могут использовать даже в бюджетных смартфонах.

Технология Quick Charge 3.0 позволяет с нуля полностью зарядить аккумулятор емкостью 3300 мАч за 96 минут. Это отличный результат. Также в Qualcomm анонсировали, что четвертая версия стандарта будет реализована в 2017 году, однако 2017 год уже подходит к концу, а самый последний процессор компании Snapdragon 835 получил только третью версию. Именно она используется в телефонах на базе этого чипсета.

Pump Express

Самый ближайший конкурент Qualcomm – это компания MediaTek, которая также производит процессоры для телефонов. Однако ее продукция чаще всего применяется в бюджетных китайских телефонах типа Meizu. Ее собственная технология быстрой зарядки Pump Express 3.0 (последняя версия на данный момент) позволяет полностью зарядить смартфон Meizu Pro 6 с батарей на 2560 мАч всего за 1 час.

Поддержка технологии возможна только при наличии порта USB Type-C и одного из поддерживаемых SoC (весь список компания не разглашает).

Adaptive Fast Charging

Не отстает и компания Samsung. Технология Adaptive Fast Charging реализуется в процессорах Exynos. Она поддерживается всеми телефонами серии S начиная с Samsung Galaxy S6. Линейка Note также обзавелась новой разработкой – все смартфоны, начиная с Galaxy Note 4, ее поддерживают. Мощность зарядок от Samsung составляет 15 Вт при напряжении 9 В, чего хватает наполнения аккумулятора емкостью 3000 мАч до 50% в течение 30 минут.

Что насчет Apple?

Впервые в Айфонах появилась быстрая зарядка буквально на днях. Компания Apple реализовала технологию в новых флагманах iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X. В ходе презентации было заявлено, что телефон в течение 30 минут сможет заряжаться до 50%. Однако разочарование ожидает покупателей – компания Apple не поставляет в комплекте специальные адаптеры. Стандартно в комплекте идет обычная вилка на 5 Вт, которая не поддерживает технологию. Поэтому для того, чтобы иметь возможность быстро заряжать телефон, придется купить зарядное устройство мощностью на 29, 61 или 87 Вт. И хотя заявляют, что для iPhone 8 необходима зарядка мощностью 61 Вт, все это полная ерунда. Максимальный ток, который любой из новых флагманов может забрать, способно обеспечить зарядное устройство на 29 Вт.

Прочие технологии

Есть и другие производители, которые создали свои технологии. Укажем их вкратце, чтобы сильно не утомлять вас:

1. Компания OPPO реализует в своих телефонах технологию Flash Charging или Dash Charge.
2. Huawei не стоит в стороне со своими процессорами HiSilicon с технологией Super Charge. Huawei Mate 9, P10 и P10 Plus пока что имеют данную технологию, но список будет расширяться.
3. Компания Meizu работает над созданием революционной технологии Super mCharge, которая в теории будет способна зарядить батарею на 3000 мАч всего за 20 минут.

Пока что это все известные на сегодняшний день технологии быстрых зарядок, которые используются в тех или иных телефонах. Их принцип приблизительно одинаков, но технические различия могут быть.

Заключение

Напоследок хотелось бы дать ценный совет. Если на сайте производителя процессоров указано, что чип поддерживает технологию быстрой зарядки, то это еще не значит, что в смартфоне с этим чипом будет использоваться эта технология. Разработчик чипсета лишь предоставляет такую возможность, а производитель смартфона решает, включать ли ее в функционал модели или нет.

Также при покупке блока питания необходимо проверять, какие стандарты быстрой зарядки он поддерживает и соответствуют ли она смартфону. Не все быстрые зарядки универсальные, и многие из них не способны заряжать телефоны с другими SoC.

Отправить ответ

Быстрая зарядка стала неотъемлемой частью современного смартфона. Это очень удобно, я уже не могу представить, как можно комфортно использовать мобильное устройство без этой фичи. Технологии быстрой зарядки аккумуляторов Qualcomm Quick Charge появилась совсем не давно — в 2013 году. Индустрия быстро подхватила направление, которое в свое очередь стало развиваться семимильными шагами. Наша сегодняшняя статья о том, как работает быстрая зарядка смартфонов.

Qualcomm Quick Charge

В будущем мы точно будем пользоваться смартфонами, которые обзаведутся следующими особенностями:

• время работы аккумулятора возрастет в разы;
• увеличится его емкость;
• зарядка аккумулятора будет длиться около пяти минут.

И это будущее совсем рядом, благодаря разработкам компании Qualcomm. Последняя характеристика из списка уже присутствует в современном мобильном устройстве. Новому флагману Galaxy S8 необходимо именно эти пять минут, чтобы получить заряд для целых пяти часов работы. Если же смартфон будет заряжаться в три раза дольше, то его аккумулятор зарядиться наполовину. По новейшей системе Quick Charge 4 сократиться период полного наполнения энергией. Для этого нужно иметь особый блок питания, специальный кабель для зарядки, микросхемы, изменяющие напряжение, и панель микросхем в самом смартфоне, которая будет регулировать этот процесс.

Как работает Quick Charge

Технология QC предусматривает «диалог» между зарядным устройством и телефоном, в котором один ставит условия, а второй определяет, насколько он сможет их выполнить. Стандартная зарядка подразумевает увеличение мощности аккумулятора (предел — 20 Вт). При необходимости другого показателя, который выходит за возможности устройства, будет увеличено напряжение блока питания. Такой диалог может стать реальностью, ведь конструкторы пересмотрели сам процесс, а линии USB испытывают изменения. До этого момента использование Quick Charge не давало возможности одновременной зарядки и передачи данных. Первый вариант QC, возникший в 2013 году, увеличивал силу тока (допустимый — 2А), это означало использование мощности в пределах 10 Вт. Известно, что современные зарядные устройства могут выдавать не более 4,5 Вт. Были применены и две технологии:

• первая проверяет совместимость аккумулятора и смартфона;
• вторая ставит ограничение для входящего тока, чтобы не произошло увеличение мощности аккумулятора, и не была превышена допустимая норма.

Выходит, что данный блок питания можно использовать и на устройствах, не поддерживающих функцию быстрой зарядки. Видоизмененный вариант , появившийся два года назад, позволяет применять источники питания разной мощности. Это стало возможным благодаря тому, что была встроена вторая панель регулировки напряжения, а также порт для подключения устройства высокой мощности.

Оптимизация процесса зарядки

С введением год назад отпала необходимость постоянного режима зарядки. Теперь можно настроить необходимое напряжение в диапазоне от 3,6 до 20 Вт, максимальная мощность может достигать 60 Вт.

Еще один момент: Qualcomm определяет необходимое напряжение составленным алгоритмом. Заряжаясь, аккумулятор уменьшает необходимую силу тока. INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage) оптимизирует данный процесс, и перенапряжение аккумулятора не происходит. В последнем варианте QC схема INOV усовершенствована: можно настраивать чрезмерно высокое напряжение.

Развитие технологии быстрой зарядки

В 2016 году была анонсирована новая версия быстрой зарядки — . Данная версия способна на 20% быстрее заряжать аккумулятор устройства, по сравнению с QC 3. Наполовину батарея заряжается за 15 минут. Заявлена поддержка USB Power Deliver.

Летом 2017 года компания представила доработанную версию . Время заряда уменьшено еще на 15%. Эффективность зарядки аккумуляторов выросла на 30%.Qualcomm представляет совершенно новый метод, позволяющий держать под контролем температуру зарядного устройства, корпуса смартфона и разъема. Разработанная программа осуществляет защиту в четырех уровнях. Она способна даже зафиксировать тип кабеля, посредством которого подключается аккумулятор. Это новшество было рекомендовано использовать на всех моделях Android. Компания Google уже исполняет это предписание практически.

Емкость аккумуляторов современных смартфонов постоянно растет, но и энергопотребление тоже увеличивается. Увеличение объема батареи положительно сказывается на автономности, но приводит к увеличению времени зарядки. Если аппарат вроде первого iPhone или HTC HD2 можно было зарядить от порта USB 2.0 за 2 часа, то сейчас какой-нибудь Lenovo Vibe P2 потребует на это около 10 часов. Чтобы сократить время пребывания на зарядке, производители активно внедряют поддержку функции быстрой зарядки.

Быстрая зарядка в смартфоне - это технология, которая работает по принципу увеличения силы тока, который подается на батарею от блока питания. Изначально блоки питания для зарядки мобильных устройств выдавали напряжение 5 В с силой 500-1000 мА. Но при таких параметрах теоретически за час можно восполнить на более 1000 мАч емкости аккумулятора смартфона. На практике это значение еще меньше, так как чем больше заряжена батарея - тем сильнее приходится уменьшать силу тока.

Самым первым способом ускорить процесс зарядки стало повышение силы тока. Ранние технологии позволили выдавать силу тока до 2 ампер, при напряжении 5 вольт, что давало мощность в 10 ватт. Однако дальше двигаться таким путем оказалось сложно: для больших токов требуются толстые провода, так как от этого зависит сопротивление жил. С некачественным кабелем даже 2 А получить нелегко, так как возникнут просадки.

Использовать кабель с большим сечением жил проблематично, поэтому производители решили пойти путем увеличения напряжения, при сохранении прежней силы тока. Однако литиевые аккумуляторы требуют для заряда напряжения в узком диапазоне, подать «чистые» 12 В на контакты нельзя. Чтобы решить проблему, были разработаны специальные контроллеры заряда, которые встраиваются в чипсет или на материнскую плату. Они принимают напряжение выше 5 вольт, преобразуя его в оптимальное для аккумуляторных ячеек.

Виды быстрой зарядки для смартфонов

Для того, чтобы повысить скорость зарядки, производители комплектующих для смартфонов разрабатывают новые технологии быстрой зарядки. Компания Qualcomm предлагает QuickCharge, у MediaTek имеется конкурирующая PumpExpress, а у OPPO – аналог под названием VOOC. Samsung предлагает пользователям Fast Adaptive Charging. В смартфонах Asus имеется поддержка Asus BootMaster, в Motorola – TurboPower, а в Huawei - SmartPower.

Актуальные поколения QuickCharge и PumpExpress способны использовать разные напряжения, блоки питания могут выдавать от 5 до 12 В. Зарядное устройство взаимодействует с контроллером заряда, от которого получает «подсказки», какой ток и напряжение следует выдать в данный момент. Может использоваться как ступенчатое регулирование (5, 9, 12 В и т.д.), так и плавное (от 3,2 до 20 В, с шагом 200 мВ, применяется в QuickCharge 3.0).

Так как за беспроводную зарядку отвечает чипсет, то именно от него зависит тип используемой технологии. Самостоятельными можно считать методы Qualcomm, Samsung, Mediatek, Huawei, то есть, компаний, производящих чипсеты. Особняком стоит VOOC от Oppo. Она реализована за счет использования многоячеечных аккумуляторов, способных заряжаться параллельно. За счет этого «залить» 2500 мАч можно всего за 15 минут.

Другие технологии быстрой зарядки- это, как правило, вариации на базе QuickCharge, названные другим именем. А в целом - все они используют один принцип: сначала блок питания постепенно увеличивает ток и напряжение, подбирая максимально возможные параметры, потом на максимальной мощности происходит зарядка до 50-70 % емкости, а дальше - идет плавное снижение силы тока и напряжения.

Вредна ли беспроводная зарядка в смартфонах?

Литиевые (литий-ионные и литий-полимерные) аккумуляторы смартфонов чувствительны к силе заряда. Использование некачественного ЗУ, зарядка и разрядка с чрезмерно большими токами могут сокращать их ресурс, поэтому имеют место утверждения о вредности быстрой зарядки.

На самом деле, контроллер питания - достаточно сложно устройство, которое способно подбирать оптимальный режим пополнения емкости. Пока плотность заряда в ячейке аккумулоятора невысокая - он подбирает максимально возможную мощность зарядки. С повышением плотности химические процессы в аккумуляторе ускоряются, усиливается нагрев (а вредит именно он). Контроллер фиксирует это и уменьшает мощность питания, чтобы предотвратить нагрев. Как итог, температурный режим поддерживается в норме, негативное воздействие на аккумулятор сводится к минимуму.

Может ли смартфон взорваться из-за быстрой зарядки?

В интернете часто всплывают новости о взрывах смартфонов, а страшилки про то, что это происходит из-за быстрой зарядки, очень распространены. В теории такое действительно возможно, однако часто проблема - не в технологии быстрой зарядки, а в неисправном оборудовании. Использование некачественных блоков питания и кабелей, пользование смартфонов с поврежденным аккумулятором, деформированным корпусом и т.д. - вот главные причины взрывов и возгораний.

Чтобы избежать пожара, взрыва или просто вздутия аккумулятора - достаточно соблюдать несколько простых правил. Нельзя накрывать заражающийся смартфон подушкой или другим предметом, оставлять его заряжаться на нагретом летним солнцем подоконнике или панели автомобиля. Также не рекомендуется использовать кабели и блоки питания сомнительного происхождения.

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

Разборка

Тестирование

Итог:

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.