Главная » Триколор ТВ » Что такое быстрая зарядка в смартфоне. Быстрая зарядка Qualcomm Quick Charge: что это за технология и как работает

Что такое быстрая зарядка в смартфоне. Быстрая зарядка Qualcomm Quick Charge: что это за технология и как работает

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.

Xiaomi

Xiaomi Mi5S

Куда же без Xiaomi: китайская компания давно и плодотворно использует процессоры Qualcomm. Но загвоздка в том, что она нередко жадничает, и большинство бюджетных моделей, даже со свежими однокристальными системами Qualcomm, лишено поддержки быстрой зарядки.

Поэтому остается лишь вспоминать о недавних флагманах. Например, о Xiaomi Mi5S . На первый взгляд он давно устарел, ведь не за горами уже Mi7. Однако это устройство все еще весьма и весьма привлекательно по целому ряду параметров.

Xiaomi Mi5S – относительно компактный по современным меркам флагман с 5.15-дюймовым экраном. Его сердцем является чип Qualcomm Snapdragon 821, у которого еще есть порох в пороховницах. Прочая начинка включает 3/32, 3/64 или 4/128 Гбайт памяти. Слот для карт microSD не предусмотрен. Емкость аккумулятора составляет 3 200 мАч.

В Xiaomi Mi5S установлены камеры разрешением 12.0 и 4.0 Мпикс. Основной сенсор примечателен крупным размером (1/2.3"). Более того, точно такая же матрица используется в Google Pixel. И при использовании «хакнутой» версии фирменного приложения камеры Pixel фотографические возможности Mi5S поднимаются на недостижимую для конкурентов высоту.

Среди недостатков отметим медленный сканер отпечатков пальцев.

В России Xiaomi Mi5S встречается уже крайне редко, средняя цена – 20 тысяч рублей. За 16 тысяч смартфон можно заказать с его родины.

Xiaomi Mi Max 2

Еще одной выдающейся моделью Xiaomi является Mi Max 2 . Среди рассматриваемых смартфонов это рекордсмен не только по размеру экрана, но и по емкости аккумулятора, что вдвойне важно в аспекте обсуждаемой темы.

Емкость АКБ Xiaomi Mi Max 2 составляет 5 300 мАч. Это более чем солидный показатель, но невольно может возникнуть вопрос: а не сводит ли на нет все преимущество огромный дисплей диагональю 6.44 дюйма?

Не сводит. Все тесты говорят о том, что Xiaomi Mi Max 2 является одним из безусловных лидеров по длительности автономной работы. Секрет кроется не только в большой батарее, но и экономичной начинке. Производитель установил энергоэффективный процессор Qualcomm Snapdragon 625 (8 x [email protected] ГГц + Adreno 506).

Нет повода жаловаться и на память: в Xiaomi Mi Max 2 установлено 4 Гбайт ОЗУ и 32, 64 или даже 128 Гбайт ПЗУ. А еще поддерживаются карты microSD емкостью до 128 Гбайт. Также смартфон получил камеры разрешением 12.0 и 5.0 Мпикс.

Одним из «побочных» преимуществ Xiaomi Mi Max 2 стали громкие стереодинамики: не каждый флагман сможет похвастаться такими.

При заказе из Китая Xiaomi Mi Max 2 обойдется в 13 000 рублей. Средний ценник в России – 16 000 рублей, а в сетевой рознице – все 20 000.

ПВ смартфонах 2019 года, основанных на топовых мобильных процессорах компании Qualcomm, появится быстрая зарядка по технологии Quick Charge.0, еще более скоростная и эффективная. Мощность адаптера составит 32 Вт, что в два раза больше, чем у предыдущей версии.

Первым чипом с поддержкой Qualcomm Quick Charge.0 должен стать , который станет «мозгом» сразу нескольких потенциальных хитов следующего года на рынке мобильных телефонов: Samsung Galaxy S10 (наряду с собственным процессором серии Exynos), Xiaomi Mi9 и OnePlus 7.

Заметим, что само упоминание Quick Charge.0 в спецификации чипсета смартфона вовсе не означает, что последний будет ее поддерживать. Дело в том, что данная технология быстрой зарядки от Qualcomm является лицензируемой. И чем новее версия, тем дороже стоит ее использование. Но бывают и другие ситуации.

Например, представленный в августе Galaxy Note 9 «знаком» только со старой Quick Charge 2.0, анонсированной еще три года назад. Связано это с тем, что Samsung выпускает свои флагманы и на собственных чипах Exynos. А поддерживаемая последними быстрая зарядка Adaptive Fast Charging заметно уступает QC 3.0.

Хронология развития

Quick Charge 1.0

Самая первая версия технологии быстрой зарядки от Qualcomm. Мощность адаптера составляла 10 Вт, напряжение питания 5 В, ток 2 А. В целом мало отличалась от других решений, совместимых со спецификацией USB Battery Charging. Преимуществ особых не имела и получила слабое распространение.

Quick Charge 2.0

Первая действительно популярная версия. Она предусматривает обмен данными между смартфоном и зарядным устройством для того, чтобы определить, поддерживает оно QC 2.0 или нет. Основным преимуществом было использование уже существовавших на тот момент кабелей USB.

При этом напряжении питания может составлять не только 5 В, но и 9, 12 и даже 20. Понятное дело, что если подавать это напряжение просто так по USB, велик риск спалить заряжаемый аппарат. По этой причине спецификация QC 2.0 предусматривает следующий принцип работы:

При подключении к зарядному устройству (далее ЗУ) аппарат (смартфон, планшет и т.д.) «видит», что линии передачи данных D+ и D? (см. схему выше) замкнуты, как того требует USB Battery Charging. Называется это состояние S1.
На D+ подается напряжение 0.6 В. Состояние S2. Если этого не происходит, то зарядка продолжается в режиме Quick Charge 1.0.
Если ЗУ поддерживает Quick Charge 2.0, происходит разъединение D+ и D?. При этом D? закорачивается на 0 В.
Заряжаемое устройство в ответ на это подает напряжение 3.3 В на освободившийся D+. Достигается состояние S3.
Происходит освобождение D? со стороны ЗУ. В ответ на D+ и D? подается управляющее сочетание напряжений, указывающее на требуемое напряжение питания.

Возможные сочетания:

Несмотря на такое изящное на первый взгляд решение по управлению напряжением питания, разработки Qualcomm для быстрой зарядки вызвали противодействие со стороны ассоциации USB-IF, занимающейся стандартизацией и развитием интерфейса USB, а также Google.

Причина заключается в неполном соответствии QC 2.0 спецификации USB Type-C. Она предусматривает наличие внутри кабеля специальной микросхемы, которая идентифицирует параметры кабеля. Питание ее осуществляется от основной шины, а повышение напряжения может вывести ее из строя.

Cмартфоны с поддержкой Quick Charge 2.0 и USB Type-C не могли получить сертификат соответствия USB-IF. Именно по этой причине, например, флагманы Samsung до Galaxy S7 включительно имели устаревший разъем MicroUSB 2.0 вместо более современного Type-C.

Quick Charge 3.0

По сути это та же самая технология QC 2.0. Однако получила в дополение режим регулируемого напряжения. Для него еще на стадии проектирования второй версии был зарезервировано состояние, при котором на D+ подается напряжение 0.6 В, а на D- — 3.3 В. Диапазон регулировки — от 3.6 до 20 В с шагом в 0.2 В.

Зарядное устройство с одновременной поддержкой Quick Charge 3.0 и обычного стандарта USB Battery Charging

Как и вторая версия, третья также встретила сопротивление со стороны USB-IF. Google также не рекомендовала использовать QC 2.0 и 3.0 для Android-устройств. В свою очередь это вылилось в появление кастомных разработок от производителей мобильной электроники. Примеры: Huawei Super Charge, OnePlus Dash Charge и других.

Quick Charge 4.0

Четвертая версия должна устранить возникшие разногласия. По умолчанию аппарат, поддерживающий QC 4.0, старается инициализировать режим USB Power Delivery, как указано в требованиях USB-IF. Лишь потом пытается активировать классический Quick Charge 2.0/3.0 при отсутствии его поддержки.

Согласно заявлениям Qualcomm, технология QC 4.0 позволяет заряжать аккумулятор емкостью 2750 мАч за 15 минут на целых 50%. При этом всего 5 минут зарядки хватит на 5 часов работы. Вообще этот показатель зависит от характера и интенсивности использования.

Максимальная мощность ЗУ при этом — 18 Вт. При напряжении питания 9 В ток зарядки составляет 2 А, при 20 В — 0.9 А. При этом производителями смартфонов созданы кастомные более быстрые решения. В их случае мощность адаптера может достигать 40 Вт, как в последней версии Super Charge от Huawei.

Несмотря на то, что Quick Charge 4.0 поддерживают даже недорогие чипсеты Qualcomm среднего уровня вроде Snapdragon 630 (SDM630), на данный момент она получила не особо широкое распространение. Связано это и с тем, что многие вендоры уже вложили средства в разработку аналогов, и с довольно высокой стоимостью лицензии.

Quick Charge.0

В стремлении догнать конкурентов, Qualcomm разрабатывает пятую более эффективную версию своей технологии быстрой зарядки. Она призвана избавить вендоров от разработки собственных «костылей». Как уже было сказано в начале, мощность ЗУ QC 5.0 была увеличена до 36 Вт.

При этом ток передается сразу по трем каналам. Нечто подобное уже можно увидеть в случае некоторых смартфонов с

С выходом каждого нового поколения смартфонов процессоры становятся всё быстрее, разрешение экрана - всё выше, приложения - всё прожорливее, а аккумуляторы… Аккумуляторы всё те же. Чтобы хоть как-то компенсировать этот недостаток, производители используют технологии быстрой зарядки. Но, кроме преимуществ, они могут принести владельцу смартфона массу проблем - от банальной несовместимости и снижения срока службы аккумулятора до сожженных смартфонов и блоков питания.

На сегодняшний день нам доступен широкий спектр протоколов зарядки, разрабатываемых и продвигаемых разными компаниями и организациями. По возможности попробуем придерживаться хронологии.

Обычный USB

USB допускает ток не более 500 мА при напряжении 5 В. Лишь много позднее, с выходом спецификации USB 3.0, максимальный ток был поднят до 900 мА. Обычным кнопочным телефонам, которые стали выходить не с собственными разъемами для заряда, а со штекерами mini-, а потом и microUSB, вполне хватало небольшой мощности.

Все изменилось с выходом смартфонов, емкость аккумуляторов которых в разы превышала относительно небольшую емкость батарей кнопочных телефонов. Даже небольшие по современным меркам аккумуляторы с емкостью 1500 мА ∙ ч уже хотелось заряжать быстрее, чем за 4–4,5 ч (время с учетом потерь при зарядке и естественного замедления скорости заряда после 80%). Возникла необходимость каким-то образом передать больший ток заряда по стандартному кабелю, при этом не спалив случайно контроллер USB, если устройство подключат к компьютеру.

USB Battery Charging Revision 1.2 (BC1.2)

Этот стандарт был принят в далеком 2011 году и позволял ранним устройствам заряжаться от разъемов USB силой тока до 1,5 А при напряжении 5 В. Стандарт принят организацией USB-IF , поэтому его использование для производителей бесплатно. По современным меркам он весьма примитивен: тип зарядного устройства определяется по напряжению на контактах D+ и D-.

Всем Здравия! Настало время познакомить вас с хорошим, недорогим зарядным устройством, которое поддерживает протокол быстрой зарядки Quick Charge 3.0. Кому лень читать: устройство годное, проблем в процессе эксплуатации не выявлено.

Технические характеристики:
- Вход: 100-240 В 50/60 Гц 0.5 А Макс.
- Выход: 5 В=3 А, 9 В=2 А, 12 В=1.5 А.
- Поддержка быстрой зарядки: Qualcomm QC 2.0, QC3.
- Защита: от перенапряжения, короткого замыкания, превышения тока и температуры.
- Вес: 45 гр.

Внешний вид

Поставляется зарядка в обычном ЗИП пакете. Видно сразу - устройство «ноунейм», т.к нет характерных надписей на упаковке, отсутствует какой-либо защитный код и адрес производителя.

Зарядка выполнена из белоснежного, матового пластика. По бокам имеются выемки под пальцы, дабы удобней было вынимать её из розетки. Сделана качественно, придраться не к чему.

Для подключения к силовой сети используется евровилка, типа CEE 7/16. Для жителей Америки (и не только) у продавца есть вариант с вилкой типа A.

На боковой грани расположена текстовая информация с техническими характеристиками.

На верхнем торце установлен USB порт с зелёной пластиковой вставкой. Под ним красуется надпись с названием протоколом быстрой зарядки qc 3.0. Кабель в гнезде держится хорошо, не болтается. Световая индикация работы отсутствует. В общем, стандартная зарядка, которые многие производители продают по 7-10 баксов, лепя свой шильдик.

Размеры устройства. Для сравнения рядом положил аккумулятор 18650.

Разборка

Греем корпус феном, а затем аккуратно половиним. Достаем «внутренности». Контакт евровилки с платой осуществляется благодаря металлическим скобкам, арочного типа. Монтаж элементов выполнен вполне хорошо, следы флюса минимальны. Единственное, что бросается в глаза - это отсутствие радиаторов.

C одной стороны платы.
Мостовой выпрямитель ABS 210. Используется почти во всех зарядках, которые я разбирал.

С другой стороны.
MOSFET-транзистор 4N60G.

Диод Шоттки MBR20100CT. Рядом c USB портом находится чип с маркировкой PT4U2K, который, скорее всего, контролирует работу быстрой зарядки Quick Charge.

Оптопара транзисторная PC817B.

Тестирование

Для начала, как всегда, проверил наличие «ума» в зарядке. На контактах данных присутствует напряжение 2.7 В, т.е устройства от Apple беспроблемно будут заряжаться током вплоть до 2.4 А. При подключении другого смартфона, будь то Samsung, либо LG, напряжение на D+ и D- меняется, подстраиваясь под устройство, обеспечивая ему максимальный ток заряда.

Напряжение без нагрузки. Все в норме.

Проверку на QC 3.0 устройство прошло, напряжение плавно c шагом в 200 мВ поднимается до отметки в 12 В, а затем также плавно понижается вплоть до 3,7 В.

Прошлая Quick Charge 2.0 также имеется.

Затем проверил максимальную токоотдачу в различных режимах.
В режиме 5 В.
Порт смог отдать 4 А, без особой просадки по напряжению. К сожалению, это предел для моей нагрузки, но думаю этого вполне достаточно, чтобы понять, что зарядка «не лыком шита».

В режиме 9 В.
Максимальная токоотдача составила 2,73 А.

В режиме 12 В.
Максимальная токоотдача составила 2,02 А.

Тест на стабильность.
Произвел тестирование в режимах, которые заявил производитель, дабы удостоверится, что зарядное нормально работает в течение продолжительного времени. Время испытания ≈ 45 минут.
В режиме 5 В/3 А устройство нагрелось до 61 градуса. Напряжение в ходе испытания просело до 4,92 В.