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.

Быстрая зарядка смартфона увеличивает напряжение и ток, подаваемые на аккумулятор, в допустимых пределах для достижения минимального времени заряда . Пределы увеличения тока и напряжения определяются характеристиками самой аккумуляторной батареи и устройством зарядки для получения максимальной безопасности.

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, 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:

• умный контролер, чаще всего он встраивается в процессор
• специальное зарядное устройство, способное выдавать необходимый ток
• мощный кабель, способный передать ток повышенной мощности

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.

Перегрев – это главная причина возгорания и взрывов . Все современные технологии fast charge снабжены огромным количеством систем защиты от перегрева, но почему в сети появляются все новые фотографии сгоревших устройств? Потому что ни одна система не может защитить гаджет от воздействия пользователя, который заряжает девайс чем попало и как попало.

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.

Вторая причина поломки гаджетов – это некачественные комплектующие или брак . Если вы покупаете телефон за 50$, то не надо надеяться, что в нем стоит хороший аккумулятор. Но недочеты есть и у топовых брендов. Можно вспомнить нашумевшую историю про .

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.

Oppa 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.

MediaTek Pump Express

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.

Qualcomm Quick Charge

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.

Первую версию стандарта Qualcomm представил еще в 2013 году , с тех пор реализация Quick Charge особо не изменилась. Интеграция в мобильно устройство происходит посредством отдельной микросхемы или вместе с чипом Snapdragon (центральный процессор) и специальным адаптером, который может выдавать ток повышенной мощности.

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.

И уже в прошлом году появились устройства с поддержкой Quick Charge 4.0 , технология реализована в чипе Snapdragon 835. В новом стандарте добавлено несколько степеней защиты от перегрева, имеется встроенная система проверки качества кабеля, которое не даст устройству заряжаться от некачественного или поврежденного провода.

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.

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.

Смартфоны сегодня наделены мощным «железом» и уймой всевозможных функций. Одной из них является функция быстрой зарядки. Пока что она используется только на флагманских устройствах, но в будущем появится и на недорогих смартфонах. Что это такое?

Формально в названии функции отражена ее суть — смартфон умеет быстро заряжаться. Если быть более точным, он умеет заряжаться быстрее, чем смартфоны, которые не наделены функцией быстрой зарядки. Например, Sasmung Galaxy Note 4 с аккумулятором емкостью чуть более 3000 мАч за 30 минут способен заряжаться аж на целых 50%! Согласитесь, результат впечатляет. Правда, полная зарядка длится намного дольше, но все равно скорость заряда будет высокой.

Пока быстрая зарядка поддерживается только определенными процессорами. Одним из лидеров в этой области является компания Qualcomm, она производит процессоры Snapdragon, которые используются во многих смартфонах. Работает фирменная технология Quick Charge («Быстрая зарядка») только при наличии соответствующего адаптера питания. Если используется другой адаптер, о технологии можно забыть.

Как происходит быстрая зарядка смартфона?

Каждое устройство рассчитано на определенную силу току и напряжения, то есть при зарядке устройство пропускает только определенную силу тока.

Специальные адаптеры, которые используются в смартфонах с функцией поддержки быстрой зарядки, позволяют устройству принимать большее напряжение и силу тока. Именно благодаря такой технологии смартфон заряжается намного быстрее.

Правда, здесь есть одна очень важная особенность, которую нужно обязательно принять во внимание. Дело в том, что ускоренная зарядка устройства делится на несколько этапов. На самом первом этапе подается максимальная сила тока, благодаря чему заряд устройства растет в буквальном смысле на глазах. Однако по достижении 50-70% сила тока начинает резко снижаться, в результате чего скорость зарядки до оставшихся 100% снижается. Зачем это сделано? Все просто — чтобы аккумулятор не перегревался и не вышел из строя. Кстати, именно поэтому в рекламах технологии быстрой зарядки говорят что-то вроде: «Всего за 30 минут вы можете зарядить смартфон до 50%!», ведь до оставшихся 100% устройство может заряжаться еще час, а то и дольше.

Для чего нужна технология быстрой зарядки?

Понятно, что данная позволяет уменьшать время зарядки устройства, что, безусловно, является большим плюсом. На деле же основной упор сделан на зарядку в течении первых 10-20 минут. Пример: у вас разряжается смартфон, осталось буквально 5%. Вы забегаете в кафе, заказываете кофе и ставите на зарядку устройство, благо, адаптер питания находится с собой. За те 10-15 минут, что вы пьете кофе, устройство успеет зарядиться до 35-50%, чего вполне хватит на весь оставшийся день. И, на наш взгляд, это огромное преимущество данной технологии.

К слову, аналогичная технология применяется и на многих электромобилях: за первые пару часов аккумуляторы могут зарядиться до 50-80%, а на оставшийся заряд может уйти еще часов 5-6, если не больше.

Быстрая зарядка (Quick Charge) - это технология увеличения стандартных для спецификации USB напряжения и силы тока на выходе блока питания для ускорения зарядки аккумулятора телефона или планшета. Режимы быстрой зарядки варьируются в зависимости от технологии. Поддержка быстрой зарядки реализована в смартфонах и планшетах Samsung Galaxy, ASUS ZenFone, Google NEXUS и определенном количестве других устройств.

Сегодня, большинство смартфонов способны заряжаться от 5-ваттных зарядных устройств с выходом USB, а планшеты - использовать до 2.1 А от 5 вольтового зарядного устройства. Сколько Ампер взять из USB-порта зарядного устройства - решает контроллер аккумулятора смартфона или планшета, поэтому вполне безопасно подключать смартфон к зарядному устройству 5 В / 2 А - контроллер использует столько тока, сколько нужно для зарядки.

Итак, чтобы быстро заряжать современные гаджеты, вроде смартфона или планшета, известные производители мобильных платформ разработали специальные технологии.
Qualcomm представили уже четвертую версию технологии Quick Charge 4 , а MediaTek, в свою очередь, представили две спецификации Pump Express и Pump Express Plus .

В каждой из этих технологий применяются одни и те же приёмы - либо повышение тока, либо повышение напряжения, либо и то, и другое. Первопроходцем в быстрой зарядке стал Qualcomm - в феврале 2013 года была представлена технология Quick Charge 1.0 . Устройства с поддержкой данной технологии способны заряжаться под напряжением 5 Вольт и использовать 2 Ампера. Как вы понимаете, планшеты с поддержкой Quick Charge стали заряжаться также быстро, как iPad, а смартфоны - почти в два раза быстрее остальных.

Следующее поколение Quick Charge 2.0 позволило использовать для зарядки повышенное напряжение вплоть до 12 Вольт. Точнее, для QC 2.0 можно выбрать из трёх фиксированных напряжений: 5 В, 9 В и 12 В (опционально, доступны и 20 В зарядные устройства). При этом, максимальная мощность блока питания может достигать 18 Вт.

Quick Charge 3.0 появилось в устройствах на базе процессоров Qualcomm Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430 и более новых. Отличается повышенной эффективностью и интеллектуальностью. Совместимое зарядное устройство способно динамично менять напряжение от 3.2 В до 20 В с шагом 200 милливольт. Также динамично меняется и сила тока. Причем, изменения конфигурации электропитания продолжаются в процессе зарядки - сила тока снижается по мере зарядки аккумулятора, чтобы сэкономить его ресурс. В частности из-за этого последние 20-30% зарядки происходят заметно медленнее. Мощность блоков питания Quick Charge 3.0 осталась на прежнем уровне - 18 Вт максимум, однако заряжает гаджеты немного быстрее, за счет лучшей оптимизации процесса.

С анонсом процессора Qualcomm Snapdragon 835 появилась информация и о Quick Charge 4.0 . На 20% быстрее и на 30% эффективнее. Способна дать 5 часов работы за 5 минут зарядки.

Отметим, что технология, реализованная в зарядных устройствах совершенно не требовательна к типу кабеля - можно использовать обычные кабели USB Type micro B, USB Type C или кабели с проприетарным коннектором производителя гаджета. Также следует учесть, что быстрая зарядка является быстрой только до, примерно, 80% заряда. А до 100% аккумулятор будет дозаряжаться долго, во избежание повреждения батареи.

Что касается технологий быстрой зарядки MediaTek Pump Express и Pump Express Plus - известно о ней немного. Точнее, смартфонов и планшетов, а также самих зарядных устройств с поддержкой данной технологии очень немного. Суть же от этого не меняется. Pump Express позволяет заряжать устройства с использованием напряжения 3.6 - 5 Вольт и с током зарядки не более 2 Ампер. То есть, эта технология призвана соперничать с Quick Charge 1.0. В свою очередь, Pump Express Plus, позволяет использовать различные напряжения 5 - 7 Вольт, 9 Вольт и 12 Вольт, а сила тока на выходе может достигать 3 Ампера. Правда, про 5 Вольт и 3 Ампера у MediaTek ничего не сказано. Зато есть упоминание про 9 В и 1.67 А (15 Вт), а также самый мощный блок питания 12 В и 2 А (24 Вт).

* - Список носит ознакомительный характер. Точного списка совместимых устройств нет, подробности могут появиться .

Есть и другие технологии быстрой зарядки по USB, например, . Технология позволяет заряжать устройства под напряжением 9 Вольт с током 2 Ампера. 18-ти ваттный зарядник, в частности, входит в комплект поставки некоторых смартфонов ASUS ZenFone 2.
В Samsung, аналогичную технологию для ТОПовых смартфонов Galaxy Note 4, Galaxy Note Edge, Galaxy S6, Galaxy S7, Galaxy S6 active, Galaxy S6 edge, Galaxy S7 edge, Galaxy S6 edge+ и Galaxy Note 5 назвали и выпустили специальное зарядное устройство. Оно может выдавать напряжение 5 или 9 Вольт и ток 2 или 1.67 Ампера, соответственно.

В целом, учитывая, что "нормальным" напряжением для USB устройств является 5 Вольт, выглядит вполне логично, когда некоторые смартфоны с поддержкой технологии быстрой зарядки по USB комплектуют зарядными устройствами с характеристиками 5 Вольт и 3 Ампера. Например, такие зарядные устройства можно найти в комплекте с и от LG.

Зная о наличии огромного количества и , некоторые из которых способны выдавать до 2.4 Ампер на порт USB, трудно убедить себя в необходимости приобретать дорогостоящие сертифицированные зарядные устройства. Ведь, очевидно, что смартфоны и планшеты, поддерживающие технологии быстрой зарядки, самостоятельно заберут из порта USB весь необходимый и доступный зарядный ток, соответственно, могут зарядится быстрее, чем от штатного ЗУ с более скромными характеристиками. Вывод, конечно, теоретический, поэтому не претендует на звание абсолютной истины.
Добавим, что спецификация нового коннектора и кабеля предполагает возможность использовать максимальную силу тока в 5 Ампер на коннектор и 3 Ампера на стандартный кабель. В теории, при 20 Вольтах можно достичь показателя в 100 Вт - избыточно для подавляющего большинства смартфонов и планшетов. На практике, мы будем наблюдать реализацию всевозможных функций быстрой зарядки (в том числе, описанных выше) с помощью стандартного кабеля USB Type C, а также расширение ассортимента USB-зарядок с повышенной силой тока на выходе.