Пока аккумуляторы, способные обеспечить высокую ёмкость при малых размерах, находятся на стадии ранних прототипов, технологические компании нашли другой способ облегчить жизнь владельцам мощных смартфонов — быструю зарядку. Однако договориться о едином стандарте производители не смогли, и сейчас существует около десятка технологий быстрых зарядок, каждую из которых должен поддерживать не только смартфон, но и блок питания. Разобраться в таком многообразии трудно, но мы сделали это. Мы подробно расскажем о существующих стандартах, а также ответим на волнующие всех вопросы о совместимости и безопасности.
Принцип работы быстрой зарядки
Чтобы наполнить батарею быстрее, требуется зарядное устройство большей мощности. Если в обычных зарядках напряжение составляет 5 В, а сила тока — 2-2,5 А, то в быстрых значения этих параметров могут доходить до 20 В и 5 А соответственно. Кроме того, в отличие от классических «медленных» зарядных устройств, большинство быстрых являются умными и умеют общаться со смартфоном по специальному протоколу. Наиболее яркий пример — технология Quick Charge 3.0 от Qualcomm. При использовании QC 3.0 смартфон непрерывно посылает зарядному устройству информацию о состоянии аккумулятора, на основании которой блок питания регулирует выходную мощность, изменяя напряжение и силу тока. В Qualcomm технологию умного переключения режимов назвали INOV — Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, то есть интеллектуальное определение оптимального напряжения.
Наибольшую мощность блок питания выдаёт при зарядке почти совсем пустого аккумулятора — именно поэтому разработчики стандартов быстрой зарядки так любят оценить их эффективность по времени заряда первых 50% батареи. Например, Quick Charge 3.0 в начале зарядки использует напряжение 20 В, а затем понижает его вплоть до 3,2 В с шагом в 200 мВ.
Из вышесказанного следует, что для функции быстрой зарядки необходимо пользоваться комплектным зарядным устройством. Если его нет или блок питания вышел из строя, то можно приобрести сторонний, но обязательно сертифицированный аксессуар. Подделки быстрых зарядок пока не слишком распространены, но с этой технологией стоит быть максимально осторожным: подзарядка батареи в непредусмотренном режиме может привести к выходу гаджета из строя или даже пожару.
Стандарты
К настоящему времени своим стандартом быстрой зарядки обзавёлся практически каждый крупный производитель смартфонов и чипсетов. Мы начнём с наиболее распространённых, но постараемся упомянуть обо всех существующих, а также перспективных стандартах.
Quick Charge. Технология компании Qualcomm под названием Quick Charge стала первой среди стандартов быстрой зарядки и к сегодняшнему дню обзавелась уже третьим обновлением. Заявлена выходная мощность вплоть до 24 Вт и выше, но большинство зарядных устройств для смартфонов с поддержкой технологий QC 2.0 и QC 3.0 с INOV способны выдавать до 18 Вт, динамически регулируя напряжение в диапазоне от 3,2 до 20 В. Во всех промо-материалах указывается, что с данной технологией работают только гаджеты с процессорами Qualcomm — для версии Quick Charge 3.0 необходим Snapdragon 820, 620, 618, 617 или 430. Однако её можно найти и в смартфонах с другими SoC, например, Samsung Galaxy S7 поддерживает Quick Charge 2.0. Уже выпущено немало девайсов с поддержкой и третьей версии стандарта, включая LG G6. Представленный на MWC 2017 флагман корейского производителя оснащён аккумулятором ёмкостью 3300 мАч, полностью зарядить который получится за 96 минут.
Начиная с QC 2.0 устройства могут быть сертифицированы в соответствии с классом А или классом В. Согласно информации Qualcomm, зарядки класса А способны обеспечить мощность до 24 Вт с кабелем micro-USB и до 36 Вт с кабелем USB Type-C, а устройства класса В достигают 60 Вт и больше. Однако последних исчезающе мало (нам удалось найти автомобильную зарядку для ноутбука с поддержкой этой технологии), а сертификация по классу А, судя по всему, не определяет минимальные требования. Так или иначе, для большинства массовых гаджетов (и смартфонов, и блоков питания) с поддержкой Quick Charge максимальная мощность ограничена 18 Вт.
Осенью прошлого года Qualcomm представила четвёртую версию Quick Charge, которая сможет зарядить аккумулятор на 2750 мАч до 50% за 15 минут (на 20% быстрее по сравнению с QC 3.0). Точные характеристики будущих зарядок пока неизвестны, поэтому нам остаётся ждать смартфонов на чипсете Snapdragon 835, поддерживающем новую технологию.
TurboPower. Разработка компании Lenovo, выпущенная под брендом Motorola, основана на стандарте Quick Charge 2.0 и имеет с ним обратную совместимость. Главным отличием TurboPower стала увеличенная мощность — 25,8 Вт против типичных 18 Вт у QC 2.0. Технологию TurboPower поддерживают смартфоны Moto X Pure Edition и Droid Turbo 2, но пока непонятно, будет ли Lenovo развивать стандарт дальше и использовать его в своих аппаратах.
Pump Express. Ближайший конкурент Quick Charge — собственная технология компании MediaTek под названием Pump Express, успевшая получить уже третью версию. Особенностью Pump Express 3.0 является прямая (минуя встроенный контроллер) зарядка аккумулятора, когда слежением за температурой и режимом работы занимается блок питания. Для поддержки Pump Express 3.0 девайс обязательно должен иметь порт USB Type-C, а также один из поддерживаемых SoC (точный список компания не сообщает). Но, как и в случае с Quick Charge, информацию о совместимости с Pump Express необходимо уточнять для каждого конкретного смартфона. Например, поддержку стандарта получил Meizu Pro 6 с аккумулятором на 2560 мАч, который можно зарядить до 100% всего за час.
Adaptive Fast Charging. Из быстрых зарядок производителей смартфонов самый известный и распространённый, наверное, стандарт компании Samsung, который поддерживается всеми смартфонами S-серии начиная с Galaxy S6 и гаджетами линейки Note начиная с Galaxy Note 4. Максимальная мощность Adaptive Fast Charge составляет 15 Вт при напряжении 9 В — этого хватает, чтобы за полчаса наполовину зарядить аккумулятор Galaxy Note 5 на 3000 мАч.
VOOC Flash Charging/Dash Charge. В стороне от гонки быстрых зарядок не осталась и компания BBK, реализовавшая сразу два разных стандарта. Под брендом Oppo была представлена технология VOOC Flash Charging, которая способна обеспечить мощность 25 Вт при обычном напряжении в 5 В. На данный момент VOOC поддерживают семь различных смартфонов Oppo. Например, Oppo Find 7 с батареей на 3000 мАч за полчаса может зарядиться на 75%.
Что касается Dash Charge, то стандарт впервые появился вместе со смартфоном OnePlus 3. Отличие от VOOC, Dash Charge стал чуть менее мощным: при напряжении в 5 В он даёт лишь 20 Вт для зарядки аппарата. Другое заметное различие — поддержка зарядки только комплектным кабелем. OnePlus 3 благодаря Dash Charge может зарядиться до 63% за 30 минут, а полная зарядка занимает 75 минут.
Super Charge. Быстрая зарядка Huawei способна похвастаться не только незамысловатым названием, но и неплохими характеристиками: максимальная мощность до 22,5 Вт при напряжении 5 В. Работают с этой технологией пока только Huawei Mate 9 и Huawei P10/P10 Plus. Флагман оснащён батареей ёмкостью 4000 мАч, которую за полчаса получится зарядить до 57%.
Super mCharge. Наиболее многообещающей технологией на данный момент является разработка компании Meizu, показанная на MWC 2017. Блоки питания Super mCharge при напряжении 11 В смогут выдавать совсем уж невероятную мощность в 55 Вт — значение, которое ожидаешь от зарядного устройства ультрабука, но никак не смартфона. Это позволяет зарядить батарею на 3000 мАч всего за 20 минут. Помимо поддержки со стороны смартфона и зарядного устройства для Super mCharge требуется специальный кабель, способный работать на такой большой мощности. Однако пока непонятно, как именно блок питания будет определять тип кабеля (и будет ли вообще), ведь вставленный в зарядное устройство Super mCharge кабель с AliExpress легко может стать причиной пожара. Рабочие прототипы блока питания и смартфона со специальной батареей, как мы уже упоминали выше, были показаны в Барселоне, а выпустить первое массовое устройство с поддержкой данной технологии Meizu обещает в конце этого или начале следующего года.
USB Power Delivery — будущий отраслевой стандарт?
Ситуация с огромным количеством конкурирующих технологий на рынке не нравится Google. Владелец экосистемы хочет внедрить для всех Android-устройств единый стандарт быстрой зарядки через порт USB Type-C. Несмотря на то что стандарт под названием USB Power Delivery появился ещё три года назад, он до сих пор не получил широкого распространения. Но в скором времени всё может измениться: шаг навстречу Google уже сделала компания Qualcomm, которая сообщила о совместимости Quick Charge 4 с USB PD. За ней наверняка последуют и другие производители.
Особенностью USB Power Delivery является поддержка большого количества профилей, подходящих для зарядки любых устройств, от смартфонов до мощных ноутбуков. Пока работа USB PD предусмотрена в следующих режимах: 5 В/2 А (10 Вт), 12 В/1,5 А (18 Вт), 12 В/3 А (36 Вт), 12-20 В/3А (до 60 Вт) и 12-20 В/4,75-5 А (до 100 Вт). Несмотря на такие возможности и поддержку Google, широкого распространения USB Power Delivery среди Android-смартфонов можно ожидать не раньше чем через пару лет.
Для удобства мы занесли характеристики перечисленных выше типов быстрых зарядок в одну таблицу:
Совместимость и безопасность
Многообразие технологий быстрых зарядок часто вызывает вопросы об их совместимости. Кроме того, до сих пор бытует несколько мифов о том, как правильно заряжать современные литий-полимерные аккумуляторы. Ниже мы постараемся прояснить эти вопросы.
Насколько совместимы устройства быстрой зарядки?
Отсутствие единого стандарта или хотя бы договорённости между крупными производителями привело к тому, что в целом совместимость между разными технологиями быстрой зарядки отсутствует. Редкое исключение — стандарт TurboPower от Lenovo, который основан на Quick Charge 2.0 и полностью с ним совместим. Кроме того, кое-какие смартфоны способны поддерживать сразу несколько технологий. Наиболее известный пример — флагманы Samsung, большинство которых могут заряжаться как от фирменного Adaptive Fast Charging, так и от Quick Charge 2.0. Дать какой-то универсальный совет здесь сложно: в конечном итоге всё зависит от производителя и конкретной модели смартфона. Поэтому, если вам понадобилось приобрести для своего гаджета новый блок питания с поддержкой быстрой зарядки, лучше уточнить его совместимость с существующими стандартами у производителя. Однако точно не стоит ждать поддержки Quick Charge от смартфонов на Mediatek и Pump Express — от гаджетов на платформе Qualcomm.
Что будет, если попытаться зарядить быстрой зарядкой смартфон, который её не поддерживает или поддерживает другой стандарт?
В обоих случаях — ничего страшного. Большинство быстрых зарядок имеет базовый режим, подходящий для зарядки любых гаджетов. В нём напряжение ограничивается 5 В, а выходной ток — 2-3 А. Поэтому не стоит беспокоиться о том, что вы повредите быстрой зарядкой неподдерживаемый девайс.
Не сокращают ли быстрые зарядные устройства срок службы аккумулятора?
Постепенной деградации подвержены все типы батарей, это происходит из-за недолговечности используемых в них материалов. Данный процесс могут значительно ускорить два фактора: температура и скорость заряда. Первый фактор не стал большой проблемой для быстрых зарядок, поскольку они мониторят температуру аккумулятора и при необходимости ограничивают ток или вовсе отключают его. Что касается скорости заряда, то для максимальной продолжительности жизни батареи не стоит заряжать её током выше, чем 1С. С — это одновременно и ёмкость аккумулятора, выраженная в ампер-часах, и сила тока зарядного устройства.
Например, если при зарядке батареи ёмкостью 3600 мАч сила тока составляет 3,6 А, то можно говорить о токе зарядки в 1С. Часть быстрых зарядок подходит под такое ограничение, но для некоторых технологий данный показатель составляет до 2С, что способно негативно сказаться на сроке службы батареи. Впрочем, Meizu утверждает, что при использовании Super mCharge ёмкость аккумулятора упадёт не более чем на 20% за 800 циклов. Это входит в срок службы большинства литиевых аккумуляторов даже без использования быстрой зарядки. Действительно ли всё так радужно — узнаем через несколько лет, но пока бояться быстрых зарядок точно не стоит. Если существующие технологии и вызывают дополнительный износ батареи, то он весьма незначителен и укладывается в статистическую погрешность.
Заключение
В обозримом будущем нам вряд ли стоит ожидать перехода производителей на единый унифицированный стандарт: наоборот, более вероятно, что список технологий быстрых зарядок со временем пополнится ещё парочкой. Исходя из этого, напоследок подытожим информацию, которую необходимо иметь в виду.
1. Если вы хотите купить смартфон с быстрой зарядкой, не стоит слепо доверять сайту производителя процессоров, утверждающему, что SoC в выбранном гаджете поддерживает быструю зарядку. Последнее слово всегда остаётся за производителем девайса, а потому такую информацию следует искать на его сайте.
2. Перед покупкой нового блока питания проверьте, какие именно стандарты быстрой зарядки поддерживает ваш аппарат и помните, что их может быть несколько.
3. Не стоит бояться заряжать свои устройства с использованием быстрых технологий. Они оказывают минимальное воздействие на срок службы батарей, да и зачем ещё нужны полезные разработки, как не для использования их «на полную катушку»?
Автор текста: Владимир Терехов