Все, що потрібно знати про швидку зарядку батарей смартфонів

Багатоядерні процесори, великі екрани з високою роздільною здатністю, високопродуктивні відеочіпи - це все ознаки сучасних смартфонів. І з кожним днем ​​їх міць зростає і зростає. Але, відповідно, зростає і їх енергоспоживання, а ось в сфері акумуляторних батарей все не так добре. Так, звичайно, в рази підвищилася ємність батарей (відповідно зросла і час зарядки) при відносно небагато виросли габаритами, відбулася заміна нікелю на літій у виробництві, прошивки і залізо стають більш енергоефективними. Але, на жаль, великого прориву на сьогоднішній день не відбулося. І в підсумку нівелюється дуже важлива риса смартфона - мобільність.

Щоб полегшити нам життя, розробники прагнуть зменшити час заповнення втрати енергії смартфоном, простіше кажучи - швидко зарядити його батарею. Давайте розберемося, за рахунок чого це можливо і які напрацювання існують сьогодні. 

В принципі роботи будь-якої акумуляторної батареї лежить електрохімічний процес, який може запускатися в прямому і зворотному - нагромаджувати енергію і віддавати її. При цьому в якості основного хімічного джерела струму в різний час і для різних завдань використовувалися свинець, нікель, літій. На сьогоднішній день в мобільних пристроях найбільш затребуваними є батареї на основі літію - літій-іонні (Li-ion) і літій-полімерні (Li-pol). До їх переваг можна віднести велику ємність, низький саморозряд, відсутність «ефекту пам'яті». Є, звичайно, і недоліки - ці акумулятори наражені «старіння» (втрати ємності з часом) і вони пожежонебезпечні.

Ємність сучасних Li-ion батарей смартфонів досягає декількох тисяч міліампер / годин. Давно вже не рідкість показник в 3000-4000 мАг. Номінальна напруга такого акумулятора 3,5-3,7 В, максимальне - 4,2 В. При перших показниках батарея розряджена, при другому значенні - заряджена. Процес зарядки акумулятора, як правило, складається з двох етапів. Спершу йде зарядка великою потужністю струму до досягнення значення напруги на батареї в 4,1-4,2 В, потім слід «дозарядки» до повної ємності малим струмом.

За тим, що б не відбувалося «перезарядки» батареї, стежить спеціальний контролер.

В основі технології «швидкої зарядки» лежить принцип «видачі» від зарядного пристрою максимально можливої ​​потужності струму на першому етапі зарядки. При цьому контролер заряду батареї повинен бути здатний «освоїти» цю потужність. Цей принцип і заклала в свою розробку компанія Qualcomm, яка в 2012 році представила технологію швидкої зарядки Quick charge 1.0.

Візьмемо одну з найбільш звичайних зарядок для смартфона. Маркування на корпусі повідомляє характеристики - Output / Вихід: 5V / 1A. Це означає, що дана зарядка може видати максимальна напруга 5 вольт і максимальну силу струму в 1 ампер. Грубо кажучи, її вихідна потужність заряду складе 5 Ватт. Але це за умови, що контролер заряду в смартфоні готовий «прийняти» такі значення. Технологія ж Quick charge 1.0 являє собою зарядку з вихідними характеристиками 5V / 2A (максимальна потужність 10W) ​​і чіп в смартфоні, який здатний обробити такий струм. За лабораторними дослідженнями компанії Qualcomm така технологія здатна на 40% швидше зарядити акумулятор пристрою. Quick charge 1.0 підтримували флагмани того часу на чіпах Qualcomm, такі як Nexus 4, LG Optimus G, Samsung Galaxy S III, Nokia Lumia 920, Xiaomi Mi2 і інші.

Уже через рік була представлена ​​вдосконалена технологія Quick charge 2.0, яка передбачала заряджати струмами до 3 ампер з напругою 5/9/12 вольт. За запевненнями Qualcomm це дозволяє скоротити час зарядки на 75%. І щоб ми не сумнівалися, компанія наводить лабораторні тести. Їх суть полягала в наступному - акумуляторна батарея на 3300 мАч заряжалась протягом 30 хвилин трьома різними методами. І ось які результати вони отримали:

• від звичайної зарядкою з параметрами 5V / 1A батарея зарядилася на 12%
• з технологією Quick charge 1.0 (5V, 2A) - 30%
• з технологією Quick charge 2.0 (9V, 2A) - 60%

Швидка 2,0 зарядка реалізована в таких смартфонах, як Motorola DROID Turbo, Nexus 6, Samsung Galaxy Note EDGE, Samsung Galaxy Note 4, HTC Desire EYE, HTC One ремікс, HTC One (M8), Motorola Moto X (2014 року), Sony Xperia Z3 компакти, Sony Xperia Z3 и других. Повний список можна подивитись на сайті компании Qualcomm.

А зовсім недавно, у вересні цього року, «Квалкомм» представив Quick charge 3.0. Її особливість в технології інтелектуального підбору оптимального напруги заряду (INOV). Напруга буде підбиратися індивідуально для кожного пристрою і проміжку процесу зарядки. І варіюватися від 3,6 до 20 вольт. При цьому крок зміни буде мінімальним - 200 мВ. Qualcomm обіцяє, що нова версія «швидкої зарядки» буде на 38% ефективніше, ніж Quick charge 2.0. Дана технологія буде представлена ​​в чіпах Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430.

Технологія швидкого заряду не є ексклюзивом Qualcomm. За тим же принципом працює TurboCharge від Motorola, RapidCharge (HTC), FastCharge (Samsung). Причому «швидкі» зарядки є універсальними пристроями і можуть заряджати смартфони як з технологією «швидкої зарядки» різних виробників так і без.

Окремо стоїть компанія OPPO зі своєю фірмовою технологією VOOC Flash Charging. Вперше вона була реалізована в смартфоні Find 7. У VOOC Flash Charging є особливості, не властиві загальній тенденції. Суть її в зарядці з струмом 4,5 ампера і напругою 5 вольт. При цьому використовується спеціальний 8-ми контактний аккумулутяр. Він розділений на кілька осередків і вхідний струм рівномірно розподіляється між ними. На думку OPPO дана технологія не тільки швидко заряджає, але і більш дбайливо ставиться до акумуляторної батареї. У своїх тестах вони порівнювали швидкість зарядки Find 7 і Samsung Note 3. А ось і їх результати:

Висновки робіть самі.

Як підсумок. Сьогодні проблема обмеженою мобільності смартфонів частково вирішується технологіями «швидкої зарядки» і на цій «ниві» є багато перспективних напрацювань. Хтось скептично ставляться до цієї тенденції, стверджуючи, що великі струми шкодять батареям і призводять до зменшення терміну їх служби. Але виробники не згодні.

Як на мене, оптимальним рішенням виглядає VOOC Flash Charging від OPPO c її розподілом потужності заряду по осередках. Але все ж, я впевнений, рухатися потрібно в напрямку підвищення ємності акумуляторних батарей і їх компактності, а заодно збільшення терміну експлуатації. Час від часу ми чуємо заяви про черговий прорив в цій області, але на ринку кардинально нових технологій поки немає. Віримо і чекаємо! 

iReader