Hur snabbladdning för smartphones fungerar, dess fördelar och nackdelar. Ladda snabbt: snabbladdningstekniker Quick Charge, mCharge, Super Charge

Snabbladdning har blivit en integrerad del av den moderna smartphonen. Det här är väldigt bekvämt, jag kan inte föreställa mig hur du bekvämt kan använda en mobil enhet utan den här funktionen. Qualcomm Quick Charge-teknik för snabb batteriladdning dök upp för inte så länge sedan - 2013. Branschen tog snabbt upp trenden, som i sin tur började utvecklas med stormsteg. Vår artikel idag handlar om hur snabb laddning av smartphones fungerar.

Qualcomm Quick Charge

I framtiden kommer vi definitivt att använda smartphones som kommer att ha följande funktioner:

• Batteriets livslängd kommer att öka avsevärt;
• dess kapacitet kommer att öka;
• Att ladda batteriet tar cirka fem minuter.

Och denna framtid är mycket nära, tack vare utvecklingen av Qualcomm. Den sista egenskapen från listan finns redan i en modern mobil enhet. Det nya flaggskeppet Galaxy S8 behöver exakt dessa fem minuter för att få en laddning för hela fem timmars arbete. Om smarttelefonen tar tre gånger längre tid att ladda, kommer dess batteri att laddas till hälften. Genom att använda det senaste Quick Charge 4-systemet kommer perioden för full energifyllning att förkortas. För att göra detta måste du ha en speciell strömförsörjning, en speciell laddningskabel, chips som ändrar spänningen och en chippanel i själva smarttelefonen som kommer att reglera denna process.

Hur fungerar Quick Charge?

QC-tekniken innebär en "dialog" mellan laddaren och telefonen, där den ena ställer in villkoren och den andra bestämmer hur mycket den kan uppfylla dem. Standardladdning innebär en ökning av batterieffekten (gräns - 20 W). Om en annan indikator behövs som ligger utanför enhetens kapacitet, kommer spänningen på strömförsörjningen att ökas. En sådan dialog kan bli verklighet, eftersom designers har reviderat själva processen, och USB-linjer genomgår förändringar. Hittills har användningen av Quick Charge inte tillåtit samtidig laddning och dataöverföring. Den första versionen av QC, som dök upp 2013, ökade strömstyrkan (tillåten - 2A), vilket innebar att man använde effekt inom 10 W. Det är känt att moderna laddare inte kan producera mer än 4,5 W. Två tekniker användes också:

• den första kontrollerar kompatibiliteten för batteriet och smartphonen;
• den andra sätter en gräns för den inkommande strömmen så att batterieffekten inte ökar och den tillåtna gränsen inte överskrids.

Det visar sig att denna strömförsörjning även kan användas på enheter som inte stöder snabbladdning. En modifierad version, som dök upp för två år sedan, tillåter användning av kraftkällor med olika krafter. Detta möjliggjordes på grund av att en andra spänningsregleringspanel byggdes in, samt en port för anslutning av en högeffektsenhet.

Optimera laddningsprocessen

Med introduktionen för ett år sedan försvann behovet av konstant laddningsläge. Nu kan du justera den erforderliga spänningen i intervallet från 3,6 till 20 W, den maximala effekten kan nå 60 W.

En annan punkt: Qualcomm bestämmer den erforderliga spänningen med hjälp av en kompilerad algoritm. Under laddning minskar batteriet den erforderliga strömmen. INOV (Intelligent Negotiation for Optimum Voltage) optimerar denna process och överspänningar inte batteriet. Den senaste QC-designen förbättrar INOV-kretsen så att alltför hög spänning kan justeras.

Utveckling av snabbladdningsteknik

2016 tillkännagavs en ny version av snabbladdning - . Denna version kan ladda enhetens batteri 20 % snabbare jämfört med QC 3. Batteriet är halvladdat på 15 minuter. Stöd för USB Power Deliver deklareras.

Sommaren 2017 introducerade företaget en reviderad version. Laddningstiden har minskat med ytterligare 15 %. Batteriladdningseffektiviteten har ökat med 30 %. Qualcomm introducerar en helt ny metod som låter dig kontrollera temperaturen på laddaren, smartphonefodralet och kontakten. Det utvecklade programmet ger skydd på fyra nivåer. Den kan till och med registrera vilken typ av kabel som batteriet är anslutet genom. Denna innovation har rekommenderats för användning på alla Android-modeller. Google uppfyller redan detta krav i praktiken.

Låt oss spola framåt för tio år sedan: de första iPhones, olika kommunikatörer på Windows Mobile och de första smartphones på Android såldes på marknaden. Samtliga har batterier med en kapacitet på 1200-1500 mAh och laddare på ~1 A och 5 V, vilket gjorde det möjligt att fulladda batteriet på en och en halv till två timmar. Med hänsyn till det faktum att dåtidens enheter för det mesta åtminstone levde tyst till kvällen, eller till och med levde i mer än ett dygn, klagade sällan någon på den långa laddningstiden.

Men tiden gick, batterikapaciteten började öka, batteritiden började sjunka, men laddningarna förblev desamma: allt detta ledde så småningom till att jag ofta var tvungen att spendera timmar bredvid uttaget, bara för att smartphonen skulle överleva till kvällen. Och naturligtvis började tillverkarna lösa problemet: eftersom det inte är möjligt att öka kapaciteten på batterier ännu mer, måste de ladda dem snabbare - och det var så snabba laddningsstandarder dök upp, som vi kommer att prata om idag.

USB-batteriladdning Revision 1.2

Standarden antogs av USB-konsortiet redan 2011 - det vill säga den kunde användas helt gratis av alla tillverkare som utrustade sin enhet med en USB-port. Dessutom, om standard USB 3.0 inte producerade mer än 900 mA vid 5 V, ökar strömmen till 1,5 A - mer än en och en halv gånger, vilket avsevärt kan minska laddningstiden.

I själva verket blev det inte särskilt utbrett: ofta fanns en så kraftfull USB-port bara i toppmoderna moderkort och bärbara datorer, och den var vanligtvis markerad i rött eller med en blixtikon:

Tyvärr fortsatte smartphonetillverkare fortfarande att inkludera 1 A- och 5 V-laddare i satsen, det vill säga laddare med Battery Charging 1.2 måste köpas separat. Men detta gjorde det i alla fall möjligt att ladda enheter betydligt snabbare utan att skada dem.

Qualcomm Quick Charge 1.0-2.0

Kanske den mest kända snabbladdningsstandarden, tillkännagiven av Qualcomm 2013. Version 1.0 stödde endast Snapdragon 600-chipset. Spänningen förblev också standard för USB - 5 volt, men strömmen höjdes till 2 A - det vill säga ytterligare en tredjedel mer än BC 1.2. Den första versionen av denna standard var inte särskilt utbredd, så det är ingen idé att dröja länge vid den.

QC 2.0 var den första riktigt populära snabbladdningsstandarden. Det fungerade med enheter baserade på Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808 och 810. strömmen slutade öka, vilket nu är begränsat till 2 A, men spänningen kan öka upp till 12 V. Anledningen till detta är trivial: de allra flesta USB-microUSB-kablar som fanns på den tiden stödde en ström på högst 2,4 A , annars kunde de börja överhettas, vilket redan var farligt (som vi vet är värmeförlusterna proportionella mot strömstyrkan och kvadraten på motståndet). Därför tog Qualcomm en annan väg - de började helt enkelt höja spänningen, och som ett resultat är den maximala effekten nu 18 W (12 V och 1,67 A) mot 10 W (5 V och 2 A) för den första QC-versionen.


För att reglera spänningen användes nu förstås speciella kontroller som skulle sitta både i laddaren och i själva smartphonen. De "kommunicerade" med varandra med hjälp av D+/D-kontakterna i USB-porten, och smarttelefonen valde önskad spänning och ström. Om laddaren inte stödde QC (det vill säga inte svarade på en speciell spänning på D+/D-kontakterna), utfördes laddningen med en standardström på 1 A vid en spänning på 5 V.

Tyvärr, med lanseringen av QC 2.0 började de första problemen uppstå: på grund av den ganska höga effekten på 18 W började batterierna överhettas, vilket påverkade deras livslängd negativt. Naturligtvis inkluderade standarden ett säkert temperaturintervall, bortom vilket snabbladdning skulle stängas av, men tillverkare blundade ofta för detta så att marknadsförare kunde glädja användare med slogans som "80% på en timme."

Allt blev ännu värre med lanseringen av den heta Snapdragon 810: med hänsyn till det faktum att när Android är ansluten till en laddare ökar Android ofta bakgrundsaktiviteten (till exempel uppdateras program), vilket värmer upp CPU:n, plus att batteriet också värmer upp från snabbladdning - som ett resultat, fick användarna stora problem med snabb nedbrytning av batterier och moderkorts död på grund av överhettning. Detta hände särskilt ofta för ägare av LG G4, Nexus 5x och Flex. Företaget, som svar på klagomål, rekommenderade att använda snabbladdning endast när det behövs, och att ladda den med vanlig långsam laddning på natten - uppenbarligen uppskattade användarna inte detta svar och lämnade in en grupptalan mot LG.

Qualcomm själv nämner inte laddningstiden – det står bara att den nu är 75 % snabbare än med QC 1.0. Oberoende tester visar att en smartphone med ett ~3000 mAh batteri kan laddas till 50 % med QC 2.0 på cirka 40 minuter.

USB-strömförsörjning

2015 började enheter med USB-C dyka upp i massor. Eftersom detta protokoll kan innehålla många olika andra började tillverkarna ofta nöja sig med USB 2.0 eller 3.0 - följaktligen fanns det inga problem med att stödja QC 2.0.

Men sedan blev det mer intressant - USB-konsortiet skapar Type-C 1.2-standarden, som stöder en ström på 3 A vid en spänning på 5 V: till exempel är detta exakt den typen av snabbladdning som Lumia 950 och 950XL smartphones hade. Det verkar som att allt är bra, det borde inte vara några problem med QC: men nej, sådana kablar inuti har ett speciellt kontrollchip som bara kan fungera vid 5 V, och QC 2.0, som vi minns, kan höja spänningen till 12 V. Och eftersom QC-standarden inte har någon kontroll för närvaron av ett sådant chip i kabeln, kan allt detta sluta tråkigt för både kabeln och smartphonen.

Naturligtvis kunde Google inte stå åt sidan och rekommenderade officiellt smartphonetillverkare att vägra använda USB-C tillsammans med QC 2.0. Men som väntat försäkrade många tillverkare (till exempel OnePlus) användarna att det inte skulle vara några problem med deras kablar, men om din smartphone brinner ut från att använda en kabel från tredje part är det, som de säger, ditt problem.

Vidare - ännu roligare: för att skilja mellan kablar som kan passera 3 A, 1,5 A och 1 A, beslutade USB-konsortiet att bygga in motstånd i dem på 10, 22 respektive 56 kOhm. Men kineserna bestämde sig som vanligt för att bara sätta 10 kOhm-motstånd i billiga kablar - detta ledde till att enheter som stöder USB-C 1.2 "förstår" att de kan ta 3 A och begära dem från laddaren. Resultatet här kan bli absolut vad som helst - i bästa fall kommer laddaren att leverera den ström den kan (och det är osannolikt att det blir 3 A), och i värsta fall kommer den helt enkelt att brinna ut, vilket kan skada den anslutna smartphonen.

Mot slutet av 2015 släpper USB-konsortiet specifikationerna för Power Delivery 3.0-standarden, som i framtiden troligen kommer att användas av alla: till exempel låter den dig ställa in spänningen från 5 till 20 V och ström från 1,8 till 5 A, så att den maximala effekten i slutändan kan nå så mycket som 100 watt - detta är redan tillräckligt för att ladda en bärbar dator, och många moderna lösningar som Xiaomi Notebook eller Apple MacBook använder den redan. I det här fallet kan typen av kontakt vara vilken som helst: USB-C, microUSB, till och med USB-A, och överföringen går i båda riktningarna: det vill säga du kan ladda en smartphone från en smartphone. Samtidigt finns det bakåtkompatibilitet med USB-C 1.2, det vill säga samma Lumia 950 kan laddas från en laddare med PD-stöd. Alla möjliga laddningskombinationer är tillgängliga nedan:

Qualcomm Quick Charge 3.0-4.0

Naturligtvis förstod företaget att överhettningsproblem behövde lösas, och 2016, med lanseringen av Snapdragon 820/821, introducerades QC 3.0-tekniken. Qualcomm slutade jaga effekt - den var fortfarande inom 18 W, men nu fanns det en flexibel spänningsinställning: om i version 2.0 5, 9 eller 12 V var stelt inställda, så var det här möjligt att ändra spänningen i steg om 0,2 V in räckvidden 3,6 -20 V. Dessutom kan smartphonetillverkarna själva nu begränsa den maximala spänningen, till exempel till 12 V. Plus här är det faktum att den nya Snapdragon (821, 820, 620, 618, 617 och 430 är stöds) var fortfarande kallare än den misslyckade 810:an. Tja, till slut kan vi anta att överhettningsproblemet har lösts.

Tyvärr fanns fortfarande ett annat problem med USB-C kvar, så att använda tredjepartskablar för snabbladdning via denna port var fortfarande riskabelt. När det gäller laddningshastighet lovar företaget att de flesta smartphones med QC 3.0 kommer att ladda upp till 70 % på en halvtimme:

QC 4.0-standarden introducerades i slutet av 2016 och löste många problem: för det första kunde den nu användas med alla USB-C-kablar - naturligtvis kommer laddningshastigheten att bero på dem, men i alla fall kommer den att bli snabbare, än med standard 1 A och 5 V. Dess andra funktion är full kompatibilitet med Power Delivery, så laddaren frågar först den anslutna enheten om den stöder PD, och om inte, byter den till QC-läge.

Specifikationerna för QC 4.0-standarden är desamma som för 3.0 - upp till 18 W vid strömmar upp till 2 A och spänningar upp till 12 V och upp till 27 W via PD-standarden. Chipset som stöds är Snapdragon 630, 636, 835. Enligt Qualcomm kommer den nya tekniken att låta dig ladda en enhet med ett 2750 mAh batteri för 5 timmars användning på bara 5 minuter, och ladda batteriet från grunden till 50 % på 15 minuter.

QC 4+-tekniken, som introducerades 2017, skiljer sig inte mycket från 4.0: Dual Charge-tekniken låter dig till exempel dela upp strömmen i två strömmar, vilket minskar temperaturen med 3 grader och ökar laddningshastigheten med 15%. Chipset som stöds är Snapdragon 660, 670, 710 och 845.

Den allmänna tabellen över alla QC-versioner ser ut så här:

bakåtkompatibilitet

Alla versioner av QC sedan 2.0 är bakåtkompatibla: så om en telefon har en nyare version av QC än laddning kommer den att använda ett protokoll som stöder laddning, men med den energieffektiva versionen som telefonen använder. Om du ansluter en smartphone med en äldre QC-version till en laddare med en nyare blir effekten helt lik att använda en laddare med samma QC-version som enheten stöder.

Power Delivery kompatibel med Quick Charge 2.0 och 3.0

Som jag skrev ovan är det inte officiellt tillgängligt, men i praktiken är olika alternativ möjliga: till exempel finns det smartphones, som Nexus 5x eller 6p, som stödjer både PD och QC – i båda fallen laddas de snabbt. Det andra alternativet är att laddaren och gadgeten inte kommer att "förstå" varandra, och vanlig långsam laddning med 1 A och 5 V kommer att inträffa, eller så kommer laddning inte att ske alls. Men det kan finnas det värsta scenariot: en enhet utan PD-stöd kommer att få 3 A och 5 V (USB-C 1.2-standard) på grund av "fel" kabel med ett 10 kOhm-motstånd, och här kommer situationen att vara oförutsägbar: QC-standard med sådan fungerar inte med strömmar, det vill säga smarttelefonen kan helt enkelt brinna ut, eller den kan helt enkelt vägra att ladda. Därför, om din enhet stöder QC 2.0 eller 3.0, välj därför både kabeln och laddaren mycket noggrant.

I den sista delen av artikeln kommer vi att prata om snabbladdning från andra tillverkare som Apple, Huawei, Mediatek m.fl.

En telefon som slocknar vid fel tidpunkt är orsaken till nervöst sammanbrott och efterföljande långvarig depression för mer än tusen människor. Även om det inte finns någon viktig konversation är en död mobilvän fortfarande frustrerande. Och om du akut behöver prata, kasta dig till och med från bron. Men allt är inte så dystert – det finns många alternativ för hur du kan återuppliva din elektroniska assistent. Detta är en batteriadapter, en powerbank och en "snabb" adapter med stöd för snabbladdning. Det är det sista alternativet som jag skulle vilja diskutera.

Faktum är att Qualcomm i flera år har producerat chips som är kompatibla med snabbladdningsteknik. Själva tekniken, som nu är utbredd, kallas Quick Charge 2.0 – dess stöd ges antingen genom att använda ett separat chip i systemet eller ett kompatibelt Snapdragon-chip. Enligt utvecklarna snabbar denna teknik upp laddningen av enhetens batteri med upp till 75 %.

Vad är det här, snabb batteriladdning?

Fördelarna med denna typ av laddning kan uppskattas genom att titta på den här videon (från Qualcomm, ja):

Under de första minuterna laddas smartphones som är kompatibla med Quick Charge 2.0 för flera timmars arbete, så det är inga problem för användaren alls: han sprang in på ett kafé eller kopplade in ett uttag var som helst, väntade några minuter, sprang iväg med en telefon som kan fungera resten av dagen.

För närvarande kompatibla med denna teknik är Motorola DROID Turbo, Nexus 6, Samsung Galaxy Note Edge, Samsung Galaxy Note 4, HTC Desire EYE, HTC One remix, HTC One (M8), Motorola Moto X (2014), Sony Xperia Z3 Tablet Compact, Sony Xperia Z3 Compact, Sony Xperia Z3, Sony Xperia Z2 Tablet och några andra enheter.

Och ja, laddaren måste vara lämplig.

Qualcomm utvecklar för närvarande Quick Charge 3.0. Charge 3.0 är bakåtkompatibel med tidigare standarder, plus extra stöd för USB Type-C. Tidigare standarder stödde ett visst driftspänningsområde - 5V, 9V, 12V och 20V, men nu implementeras ett alternativ där spänningen kan vara vad som helst, från 3,6V till 20V, med ett intervall på 0,2V.

Hur det fungerar?

Snabbladdning är lite annorlunda.

Sådana adaptrar vidgar så att säga "dörröppningen" och ger snabbare laddning av enheten, vilket gör att enheten kan acceptera mer spänning och ström. Till exempel, om gamla enheter stöder 5V och 1A, fungerar nya prylar med 9V och 2A (detta är ett exempel, värdena kan vara högre).

Om du ansluter Quick Charge till en gammal enhet händer inget dåligt, enheten kommer inte att brinna ut utan laddas i samma takt. Så här behöver du både en smartphone (eller surfplatta) och en laddare som stödjer Qick Charge-standarden.

Skadar snabbladdning batteriet?

Många användare tror att ju snabbare du laddar batteriet, desto mer minskar det batteritiden. Långsam laddning, tvärtom, har en gynnsam effekt på batteriets hälsa utan att skada det.

Detta är dock inte helt sant. Redan 2014 genomförde kaliforniska forskare en studie enligt vilken snabbladdning inte skadar batteriet alls.

Under studien fann forskare att med både snabb och långsam laddning laddades batterierna jämnt och alla laddade partiklar användes. Med tiden fungerade båda gruppernas batterier lika bra som i början av experimentet.

Vilka är alternativen för snabbladdning?

Laddarna som listas nedan har en annan fördel - AIPower-teknik, som automatiskt bestämmer ingångsegenskaperna för en mobil gadget. För "smart" laddning av enheter via AIPower används ett inbyggt TI (Texas Instrument) mikrochip. Detta görs för att laddningen av en enhet som inte stöder Quick Charge ska ske så effektivt som möjligt, med den optimala spänning och ström som smartphonen eller surfplattan stödjer.

Ett idealiskt alternativ för snabbladdning är en Powerbank, som stöder både Qualcomm Quick Charge och AIPower-teknik.

Aukey PB-T1

Enhetens kapacitet är 10400 mAh, vilket räcker för flera fulla laddningar av moderna smartphones. Det finns bara en USB-port som stöder Qualcomms snabbladdningsteknik.

Om enheten inte stöder snabbladdning, inga problem - den kan laddas med Aukey PB-T1 i normalt läge, men med maximal effektivitet (maximal utström - 2,1 A i detta fall).

Enhetens kropp är gjord av anodiserad aluminium, så det är inte så lätt att skada det externa batteriet.

Egenskaper

• Modell: PB-T1
• Teknik: Qualcomm Quick Charge 2.0
• Kapacitet: 10400mAh
• Antal USB-portar: 1
• Ingångsström: DC 5V/2,1A, 9V/1,8A
• Utström: DC 5V/2.1A, 9V/1.8A, 12V/1.35A
• Storlek: 137mm x 105mm x 37mm
• Vikt: 364,7 g.

Du kan köpa denna universalladdare på.

Det finns andra alternativ, både bara laddare och powerbanks.

Aukey PA-T1: Laddare med fem USB-portar samtidigt, så att du kan ladda fem mobila enheter. En av portarna stöder Qualcomm Quick Charge 2.0. skyddar enheter från strömspänningar, kortslutningar och andra möjliga problem.

Om du inte behöver ladda fem enheter samtidigt kan du välja ett enklare alternativ - med tre USB-portar, varav en är smart. Tja, med bara en USB-port som stöder snabbladdning.

För bilisten är det lämpligt med två portar, varav en är "snabb".

TechMatte: Detta är en annan tillverkare av Powerbanks med Qick Charge-funktion. Kapaciteten är 5600 mAh, plus att det finns två portar som låter dig ladda två mobila enheter samtidigt.
TechMatte CHOE: låter dig ladda ett helt plan, kapaciteten här är 15600 mAh, det finns två utgångar. Surfplatta, telefon, smartphone – du kan ladda allt.

Kompatibilitet

• Asus: Transformer T100, Zenfone 2
• Droid Turbo från Motorola
• Eben 8848
• Fujitsu: Arrows NX, F-02G, F-03G, F-05F
• Google Nexus 6
• HTC: Butterfly 2, One (M8), One (M9)
• Kyocera Urbano L03
• LeTV: One Max, One Pro
• LG: G2 Flex 2, G4
• Moto: X Pure Edition, X Style, Moto X från Motorola
• Panasonic CM-1
• Ramos Mos1
• Samsung Galaxy: Note 4, Note 5, Note Edge, S5 (Japan), S6, S6 Edge
• Sharp: Aquos Pad, Aquos Zeta, SH01G/02G
• Sony Xperia: Z2 (Japan), Z2 Tablet (Japan), Z3, Z3 Compact, Z3 Tablet, Z3+, Z4, Z4 Tablet, Z5, Z5 Compact
• Xiaomi: Mi 3, Mi 4, Mi Note, Mi Note Pro
• Yota telefon 2
• ZTE: Axon Pro, Nubia My Prague, Z9

Låt mig påminna dig om att om din telefon inte finns med på listan kan den även laddas med "höghastighetsladdning", ingenting kommer att brinna eller explodera. Det är bara det att laddningstiden för en telefon utan Quick Charge-stöd med höghastighetsladdning blir normal, samma som när man laddar telefonen med sin egen adapter.