Прошли те прекрасные дни, когда для зарядки смартфона требовалось всего два провода. В настоящее время зарядное устройство представляет собой полноценный компьютер, вычислительная мощность которого больше, чем у космического корабля Apollo 11, который доставил людей на Луну. Процессор зарядке смартфона нужен, чтобы договариваться со смартфоном о параметрах зарядки. Рассмотрим технологии быстрой зарядки в подробностях.
Лучшая зарядка — от вашего кнопочного телефона
Если вы ставите смартфон заряжаться перед сном, утром отключаете его от зарядки, и заряда вам хватает на весь день – вам не нужно беспокоиться о конкретных стандартах зарядки и зарядных устройствах.
В такой ситуации лучшим решением является медленная зарядка, для которой идеально подходит слабое зарядное устройство от вашего кнопочного телефона. Эти устройства имеют небольшую мощность 2-5 Вт, что растягивает процесс зарядки на 5-7 часов в зависимости от мощности зарядного адаптера и емкости батареи. Таким образом батарея вашего телефона заряжается в наилучший условиях, минимально деградируя. С быстрой зарядкой батарея деградирует до 1,6% каждые 100 дней – свидетельствуют данные эксперимента зарядки мощностью 5 Вт и 25 Вт шести одинаковых аккумуляторов смартфона.
С обычным зарядным устройством ваш телефон зарядится за полчаса-час, остальное время батарея будет находиться в стрессе, который возникает при достижении максимального напряжения заряда. Вы можете сами в этом убедиться, почувствовав нагрев батареи или воспользовавшись приложением Android Battery Temperature . Сверхмедленное зарядное устройство заряжает телефон в течение ночи, сохраняя температуру аккумулятора на уровне комнатной температуры.
Что считается быстрой зарядкой?
Быстрая зарядка-это общий термин, техническое содержание которого со временем изменилось.
Начиная с Android 15 в Google модифицировали ОС, чтобы смартфоны Android выводили на экран оповещения о быстрой зарядке тогда, когда зарядный адаптер отдает им не менее 20 Вт мощности.
Более ранние версии ОС Android считают быстрой ту зарядку, которая отдает более 7,5 Вт мощности . Зарядка мощностью 5-7, 5 Вт считается нормальной, а при зарядке мощностью менее 5 Вт телефон напишет «медленная зарядка».
Что нужно знать о быстрой зарядке
Если вы хотите быстро зарядить свой телефон, вам нужно разбираться в технологиях. Во-первых, вам нужно знать мощность, с которой телефон может заряжаться. Мощность зарядки смартфонов измеряется в ваттах. Ватты рассчитываются как напряжение (в вольтах) умноженное на ток (в амперах).
Например, Google утверждает, что Pixel 9 способен “быстро заряжаться” с помощью зарядного устройства Google USB-C мощностью 45 Вт, но оторвитесь от этого маркетингового искусства, и вы увидите, что максимальная мощность, которую принимает телефон, составляет 27 Вт.
Вам также необходимо знать, какой программный протокол зарядки поддерживает смартфон. Сегодня в этой области произошел сдвиг в сторону стандартизации, и большинство телефонов теперь поддерживают протокол USB PD, но есть много других протоколов. Нужно помнить, что все эти протоколы несовместимы между собой. Если смартфон или зарядное устройство не поддерживают какой – то общий протокол-они не смогут договориться о быстрой зарядке.
Узнав мощность и протокол, вы можете выбрать кабель и зарядное устройство, которые способны передать питание выбранной мощности. Дело в том, что USB-кабели имеют сверхтонкие провода внутри, которые также не всегда медные. Все это значительно ухудшает передачу энергии кабелем и приводит к его нагреву. Некоторые USB-кабели греются больше, чем смартфон или зарядный адаптер .
Имейте в виду, что технические спецификации кабеля, зарядного устройства, смартфона всегда завышены. То есть если на зарядном устройстве указана мощность 30Вт, это не значит, что зарядное устройство способно выдавать эту мощность стабильно и надежно в течение длительного времени. В лучшем случае устройство включит защиту от перегрева и снизит мощность. В худшем случае устройство выйдет из строя и, возможно, устроит пожар.
Для безопасного использования электроники не допускайте ее работы на максимальной мощности. Например, если ваш смартфон в пиковые моменты может потреблять 30 Вт при зарядке, лучше его подключать к зарядному устройству мощностью 45 Вт или выше.
То же касается и USB-кабеля. Кабель, рассчитанный на передачу мощности 30 Вт и хорошо подходящий для зарядки смартфона, будет не лучшим выбором для зарядки ноутбука, потребляющего 100 Вт.
Помните, что лучший USB-кабель рассчитан на передачу не более 5а тока. Качественные USB-кабели выдерживают 3а тока без чрезмерного нагрева. Кабели USB-C-USB-C имеют специальный чип e-marker, который сообщает зарядному устройству максимальную мощность, которую этот кабель выдержит. Однако помните, что наличие чипа не означает, что физически провода в кабеле имеют достаточную толщину для пропускания мощности, заявленной e-marker.
Технологии быстрой проводной зарядки
Максимально быстрая зарядка возможна только при подключении к смартфону кабелем. Только проводная зарядка позволяет иметь минимальные потери при переносе энергии от зарядного устройства к гаджету.
Все технологии быстрой зарядки для передачи большой мощности на физическом уровне используют один принцип-увеличение напряжения для уменьшения тока. Высокий ток-это то, что плавит кабель и может вызвать пожар.
Но прежде, чем зарядный адаптер начнет увеличивать напряжение, ему нужно сперва пообщаться со смартфоном. Именно несовместимость программного протокола коммуникации не позволяет смартфону, например, с USB PD быстро заряжаться от VOOC.
Быстрая зарядка USB PD
USB Power Delivery – USB PD) — самый распространенный стандарт зарядки для смартфонов, не говоря уже о планшетах и ноутбуках.
USB PD доступен только при подключении в разъем USB-C. USB PD недоступен при подключении к разъему USB-A (прямоугольный штекер), в отличие от некоторых других протоколов зарядки.
| Версия | Параметры напряжения (В) | Максимальный ток (A) | Максимальная мощность (Вт) | Типичное использование |
|---|---|---|---|---|
| USB PD 1.0 | 5, 12, 20 | До 3.0 | До 60 | Смартфоны, планшеты, маленькие аксессуары |
| USB PD 2.0 / 3.0 | 5, 9, 15, 20 | До 5.0 | До 100 | Ноутбуки, мониторы, мощные периферийные устройства |
| USB PD 3.1 | 28, 36, 48 | До 5.0 | До 240 | Высокопроизводительные ноутбуки, игровые устройства, дисплеи |
USB PD максимально приближен к универсальному стандарту, поскольку его поддерживает почти каждый современный гаджет и зарядное устройство. Apple, Google и Samsung используют его во всех своих новейших телефонах и других устройствах.
Хотя существуют разные версии PD, есть только пара вещей, о которых вам нужно знать:
- протокол USB PD0 устарел (с 2020 года) и поддерживает до 100 Вт. Его фиксированные напряжения составляют 5В, 9в, 15в, 20в с током 1,5 а, 2а, 3а, 5а.
- сегодня актуален USB PD0, который также поддерживает до 100 Вт мощности, но делает это более гибко. Зарядное устройство по стандарту USB PD 2.0 мощностью 36 Вт должно поддерживать напряжение и ток питания 5В 3A, 9в 3a, 15в 2,4 A. Зарядное устройство мощностью от 45 до 60 Вт добавит к этому перечню режим 20В 3а. с мощностью 60-100 Вт зарядное устройство предоставит еще режим 20в 5а.
- USB PD 3.0, который начал массовое распространение, делает переговоры о желаемом напряжении еще более гибкими благодаря режиму PPS. PPS существует в дополнение к списку фиксированных напряжений. Максимальная мощность USB PD 3.0 составляет 100 Вт.
- поддержка протокола PPS (программируемый источник питания) в USB PD 3.0 позволяет зарядному смартфону и устройству устанавливать любое напряжение в пределах поддерживаемого диапазона, выбирая его с шагом 0,02 В. То есть вместо фиксированных 9В смартфон может получать 8,7 в, если его контроллер зарядки посчитает это оптимальным напряжением. Детализированные настраиваемые уровни напряжения позволят точно контролировать потребляемую мощность для минимизации нагрева с одновременным сохранением максимально быстрой зарядки. Телефонам с поддержкой PPS требуется зарядное устройство с PPS.
- расширенный диапазон мощности (EPR) в PD 3.1 добавляет напряжения 28в, 36в, 48В. PD1 обеспечивает мощность зарядки до 240 Вт. Эта мощность достигается увеличением напряжения до 48в. это необходимо, поскольку USB-кабели плавятся с током выше 5а. при напряжении 48в мощность 240 Вт означает ток 5а.
Швидка зарядка Qualcomm Quick Charge (QC)
Технология Quick Charge (QC) от Qualcomm была разработана для зарядки аккумуляторов быстрее, чем стандартный USB (не USB PD, а фиксированные 5В 2А). Аппаратно быстрая зарядка достигается за счет увеличения выходного напряжения, которое подает зарядное устройство.
Поскольку многие телефоны используют процессоры Qualcomm, поддержка QC широко распространена. Было несколько версий QC, но все последние три версии (QC 4, 4+, 5) поддерживают USB PD и могут работать с мощностью до 100 Вт. QC также перекрестно совместим со многими другими стандартами.
Начиная с QC 3.0 появилась технология INOV, которая напоминает USB PD PPS, позволяя зарядному устройству и смартфону настраивать напряжение с шагом 0,2 В.
| Версия | Диапазон напряжения | Макс. ток | Макс. мощность | Ключевые особенности |
|---|---|---|---|---|
| QC 1.0 (2013) | До 6.3 В | 2А | 10 Вт | Введена зарядка с повышенным напряжением |
| QC 2.0 (2014) | Класс A: 5В, 9В, 12В Класс B: 5В, 9В, 12В, 20В |
До 3А | До 36Вт | Улучшенная эффективность и скорость зарядки |
| QC 3.0 (2016) | 3.6 В-20В с шагом 0.2 В | До 3А | До 36Вт | INOV (интеллектуальное согласование оптимального напряжения) для оптимизации |
| QC 4.0 / 4+ (2017) | 3.6В–20В (Quick Charge) 5В, 9В (USB PD) |
До 5А | До 100 Вт (КК) 27Вт (USB PD) |
Поддержка USB PD, повышенная безопасность |
| QC 5.0 (2020) | 3.3 В–20В | До 7А | Более 100 Вт | Поддержка двухэлементных батарей, USB PD PPS, продвинутое охлаждение |
Швидка зарядка MediaTek Pump Express
MediaTek — еще один крупный производитель процессоров с собственной технологией быстрой зарядки под названием Pump Express, очень похожей на QC от Qualcomm. MediaTek, похоже, больше не продвигает свою технологию, но представленный почти десять лет назад Pump Express версии 4.0 совместим со стандартом USB PD 3.0.
| Версия | Диапазон напряжения | Максимальный ток | Максимальная мощность | Ключевые особенности |
|---|---|---|---|---|
| Pump Express | До 5В | — | <10Вт | Начальная версия; договаривается о напряжении до 5 В в зависимости от состояния батареи. |
| Pump Express Plus | До 12В | — | ?15W | Улучшенная версия для зарядных устройств с выходной мощностью 15 Вт или более. |
| Pump Express 2.0+ | 5В–20В (шаг 0.5 в) | 3A–4.5A+ | ~15W | Предлагает несколько этапов зарядки: обычный, Turbo 1 и Turbo 2. |
| Pump Express 3.0 | 3В — 6В (с шагом 0,010–0,020 в) | > 5а | 25–30W | Использует прямую зарядку через USB Type-C, обходя внутреннюю зарядную электронику телефона. |
Pump Express 3.0 предложил интересное решение для прямой зарядки аккумулятора. В обычном смартфоне зарядный адаптер на самом деле не заряжает батарею, а лишь подает энергию в телефон. Непосредственной зарядкой батареи занимается контроллер зарядки, который установлен в телефоне и который снижает напряжение с 5 в, 9в или 12В до приемлемых для батареи 4в. это вызывает дополнительный нагрев телефона и батареи.
С Pump Express 3.0 смартфон выключает свою зарядную электронику и напрямую подключает батарею к зарядному устройству. Зарядное устройство выдает напряжение, равное напряжению аккумулятора-от 3в до 6 в, чтобы компенсировать потерю напряжения на нагрев USB-кабеля и разъемов. Благодаря непосредственной зарядке смартфон меньше нагревается.
Быстрая зарядка VOOC и SuperVOOC
Протоколы Voltage Open Loop (VOOC) и SuperVOOC остаются, пожалуй, наиболее проблемными вследствие того, что концерн BBK, владеющий рядом известных вам брендов смартфонов, включая Realme и Oppo, не охотно лицензирует его производителям сторонних зарядных устройств. Это означает, что владельцы Vivo, Oppo, Realme и других брендов BBK получают быструю зарядку только при использовании фирменного кабеля и зарядного устройства из комплекта телефона.
Voltage Open Loop, VOOC была впервые представлена в 2014 году и поддерживала 5В 4А, что было почти вдвое быстрее обычного USB 5В 2А. двумя годами позже появился преемник SuperVOOC с полным набором напряжений.
Дочерние бренды BBK получили эти технологии зарядки под другими названиями. Например, Flash Charge (он же VOOC), Warp Charge (он же OnePlus Dash Charge и Realme DART), Super Flash Charge (он же SuperVOOC).
SuperVOOC значительно отличается от других технологий быстрой зарядки. Во-первых, смартфоны с поддержкой этой технологии имеют двойную батарею. Двойная батарея меньше нагревается при заряжании большим током. Во-вторых, SuperVOOC переносит контроллер зарядки со смартфона в зарядное устройство. Благодаря этому смартфон меньше нагревается, но зарядное устройство получило дополнительный источник нагрева.
При использовании SuperVOOC разделение батареи смартфона и вывод контроллера зарядки за пределы смартфона абсолютно необходимо, поскольку эта технология зарядки более чем вдвое увеличивает максимальный ток по сравнению с текущим стандартом USB в 5 ампер:
- SuperVOOC (2016): 10 В / 5 А = 50 Вт
- SuperVOOC 2.0 (2020): 10 В / 6,5 А = 65 Вт
- SuperVOOC 2.0 (2022): 11 В / 6–7,3 А = до 80 Вт
- SuperVOOC 240W (2022): 20 В / 12 А = 240 Вт
Швидка зарядка Mi Turbo Charge та Xiaomi HyperCharge
Еще один малораспространенный стандарт зарядки, который можно активировать только имея USB-кабель и зарядное устройство из комплекта смартфона Xiaomi, Poco или Redmi.
Mi Turbo Charge-это маркетинговое название ранней технологии быстрой зарядки Xiaomi. Эта технология поддерживает мощность до 33 Вт. Xiaomi HyperCharge заменила Mi Turbo Charge.
Xiaomi HyperCharge нуждается в фирменном кабеле Xiaomi и зарядном устройстве Xiaomi, поскольку используемый разъем USB-A имеет дополнительный физический контакт – всего пять контактов вместо четырех.
Хотя в маркетинговых материалах Xiaomi “кричит » о мощности до 120 Вт, эта цифра актуальна лишь при подключении к розетке с напряжением 240 В. В Бразилии, США, Канаде, Колумбии, Японии и других странах с напряжением в розетке 120 в, Xiaomi HyperCharge обеспечивает лишь 96 Вт мощности.
Максимальное напряжение Xiaomi HyperCharge составляет 20в, ток может достигать 6а, обеспечивая максимальную мощность 120 Вт.
Быстрая зарядка Motorola TurboPower
На старых телефонах Motorola использовалась быстрая зарядка, но в ее последних телефонах используется TurboPower. Разные модели телефонов имеют разную максимальную скорость зарядки, но самое быстрое зарядное устройство TurboPower рассчитано на мощность 125 Вт.
Быстрая зарядка Samsung Adaptive Fast Charge (AFC) и Super Fast Charge (SFC)
Samsung предлагает две основные технологии быстрой зарядки: Adaptive Fast Charge (AFC) и Super Fast Charge (SFC).
Samsung Adaptive Fast Charge (AFC) работает с напряжением 5В для стандартной зарядки и 9В для быстрой зарядки, поддерживая максимальный ток 2a, обеспечивающий максимальную мощность до 18 Вт. Эта технология основана на Qualcomm Quick Charge 2.0 и совместима с большинством современных смартфонов Samsung. Он использует кабели USB — A к Micro-USB или USB-C и поддерживается устройствами с процессорами Exynos или Snapdragon.
Samsung Super Fast Charge (SFC) включает две версии. Первая, Super Fast Charge 1.0, имеет напряжение 5В (стандартная зарядка) и 9В (быстрая зарядка) с максимальным током 2,25 A, что обеспечивает максимальную мощность до 25 Вт. Эта версия использует стандарт USB PD 3.0.
Вторая версия, Super Fast Charge 2.0, поддерживает напряжения 5В, 9В, 15В и 20в, с максимальным током 2,25 a при 20В и переменным током для других напряжений, до 4,05 A при 3,3 В и до 2,1 A при 21в. эта версия может обеспечить до 45 Вт мощности, используя USB PD 3.0 с поддержкой PPS. Ему нужен кабель USB-C к USB-C на 5A.
Швидка зарядка Huawei Fast Charge Protocol (FCP) і SuperCharge Protocol (SCP)
Huawei просуває дві власні технології швидкої зарядки: Fast Charge Protocol (FCP) та SuperCharge Protocol (SCP).
Протокол быстрой зарядки (FCP) был представлен в 2015 году и использует высокое напряжение с низким током для зарядки. Этот протокол работает с напряжением 9 В и током 2 а, что обеспечивает максимальную мощность до 18 Вт. FCP активно использовался в ранних моделях смартфонов Huawei и Honor.
SuperCharge Protocol (SCP), представленный в 2016 году, представляет собой улучшенную версию FCP и поддерживает более высокую мощность зарядки. SCP имеет различные варианты напряжения и тока для обеспечения более высокой мощности. Например, один из вариантов SCP — это 10 в при 4 а, что дает мощность до 40 Вт. Другие варианты включают 11 В при 6 А (66 Вт) и 20 в при 5 А (100 Вт). SCP используется в современных моделях смартфонов Huawei, таких как Mate 20 Pro, Mate 40 Pro и P60 Pro.
Быстрая зарядка Anker PowerIQ
Быструю зарядку предлагают не только производители процессоров и телефонов. Компания Anker, которая выпускает павербанки и блоки питания, имеет свой собственный стандарт под названием PowerIQ.
PowerIQ 1.0 обеспечивает максимальную мощность 12 Вт, подавая 5В при токе до 2,4 А. PowerIQ 2.0 является улучшенной версией, которая включает технологию VoltageBoost, компенсирующую потери напряжения на нагрев кабеля. Она продолжает подавать 5В при токе до 2,4 А.
PowerIQ 3.0-это самая свежая версия, которая поддерживает максимальную мощность до 100 Вт. Он совместим с USB-C Power Delivery (PD) и Qualcomm Quick Charge 3.0. Например, зарядное устройство PowerPort + Atom III с PowerIQ 3.0 имеет выходы USB-C, поддерживающие 5В при 2,4 А, 9В при 3а, 15в при 3а и 20в при 2,25 а, а также выход USB-A на 5В при 2,4 А, 9В при 1,66 а и 12В при 1,25 А.
Быстрая зарядка iPhone
Apple предоставляет владельцам iPhone технологию быстрой зарядки Fast Charge. Однако это всего лишь маркетинговое название – iPhone не имеет проприетарного программного протокола, такого как Huawei SCP или SuperVOOC. Для быстрой зарядки iPhone использует стандарт USB PD.
На фоне быстрой зарядки в телефонах Android (кроме Samsung) быстрая зарядка iPhone выглядит медленной:
- iPhone 16 с поддержкой зарядки до 45 Вт использует до 15 В и ток до 3 А.
- модели iPhone 15 и предыдущие имеют максимальную мощность зарядки 29 Вт, где напряжение составляет 9 в при токе 3 А.
- для моделей iPhone 12, iPhone SE (3-го поколения) и новее рекомендуется это 20 Вт (напряжение 9 в / ток 2,2 а).
- для моделей iPhone 8, iPhone X, iPhone XR, iPhone 11 и старше максимальная мощность зарядки составляет 18 Вт, с напряжением 9 В и током 2 А.
Технологии быстрой беспроводной зарядки
Вы должны помнить главное о беспроводной зарядке – она чрезвычайно неэффективна. Примерно 50% потребляемой беспроводным зарядным устройством энергии перейдет в тепло и нагреет смартфон. По этой причине беспроводная зарядка имеет значительно меньшую мощность, чем проводная.
Технологию беспроводной зарядки лучше было бы назвать зарядкой без коннектора USB. Технология заменяет USB-штекер, который подключается к телефону, передачей энергии на основе электромагнитной индукции. Если просто — есть базовая катушка медного провода, в которую подается переменный ток, генерирующий переменное магнитное поле. Другая катушка медного провода рядом с ней входит в это магнитное поле и преобразует его в переменный электрический ток. Потери энергии, как было сказано выше, – безумные.
Вот основные стандарты беспроводной зарядки, с которыми вы столкнетесь:
Беспроводная зарядка Qi
Технология беспроводной зарядки Qi (произносится «чи»), разработанная консорциумом Wireless Power Consortium (WPC) в 2010 году, обеспечивает передачу энергии на расстояние до 4 см между катушками. Частота пульсации магнитного поля составляет 110-205 кГц — изменяется в зависимости от контроля обратной связи для регулировки мощности зарядки.
Qi поддерживает несколько профилей мощности. Baseline Power Profile (BPP) обеспечивает зарядку с мощностью до 5 Вт. Extended Power Profile (EPP) повышает мощность до 15 Вт и является самым распространенным вариантом быстрой зарядки для смартфонов. Кроме того, существует Medium Power Profile, который может обеспечивать от 30 до 65 Вт.
- Базовые электрические параметры на катушках Qi BPP:
- напряжение на вторичной катушке( на стороне устройства): 5В до 1А
- напряжение на первичной катушке (в зарядке): 12В ток примерно 0,5–1 а в режиме передачи до 5 Вт
- Расширенные параметры Qi EPP (до 15 Вт):
- напряжение на вторичной катушке: 9 в, ток до 1,67 а
- напряжение на первичной стороне: 12 В или выше, ток до 2А
Apple MagSafe
Стандарт Qi, как и любой другой беспроводной способ передачи энергии, имеет большую проблему-необходимость точного позиционирования катушек друг относительно друга. Некоторые производители рисовали крестики на корпусах для точного позиционирования. Но в 2020 году Apple продемонстрировала гениально простое и эффективное решение – магниты, размещенные на внешней стороне катушки (на фото ниже видны серебристые прямоугольники, а внутри – желтую медную катушку).
Apple, по сути, взяла стандарт Qi, добавила кольцеобразные магниты, которые точно притягивают зарядное устройство к смартфону, и назвала его стандартом MagSafe. MagSafe стал доступен начиная с iPhone 12 и более поздних версиях.
MagSafe предлагал максимальную мощность зарядки 15 Вт, а с iPhone 16 — до 25 Вт с помощью второго поколения MagSafe 2.для достижения максимальной мощности зарядки необходимо использовать адаптер питания, который поддерживает USB Power Delivery (PD) 3.0 с выходными параметрами 9 в / 2,22 а или 9 в / 2,56 А.
Беспроводная зарядка Qi2
Apple Magsafe решила основную проблему беспроводной зарядки и, К счастью, Apple передала этот дизайн для использования в стандарте Qi2, который был представлен в 2023 году. По сути, стандарт Qi2-это маркетинговое название Apple MagSafe для смартфонов Android.
Qi2 имеет такое же кольцо из магнитов, как MagSafe. Qi2-совместимые устройства могут заряжаться от MagSafe зарядок, и MagSafe-совместимые iPhone могут заряжаться от Qi2 зарядок. Хотя Apple реализовала собственную сертификацию и поэтому только сертифицированные MagSafe могут заряжаться мощностью 15 Вт. Qi2 зарядки не сертифицированы, поэтому они заряжают iPhone мощностью до 7,5 Вт.
