Краткий ликбез о быстрой и беспроводной технологиях зарядки

БЫСТРАЯ ЗАРЯДКА

Технология быстрой зарядки позволяет существенно сэкономить время, затраченное на восполнение энергетических запасов портативных гаджетов. Ещё одним важным плюсом её применения является частичная зарядка батареи за считаные минуты, чего хватает на несколько часов последующей работы мобильного девайса. Актуальность применения данной технологии неуклонно растёт из-за повышения энергозатрат портативных гаджетов (в первую очередь, смартфонов) и возрастающей ёмкости аккумуляторных батарей, что требует большего времени для их зарядки.

Как это работает

График зависимости мощности зарядного тока от заряда батареии в технологии Qualcomm Quick Charg.

Принцип действия быстрой зарядки рассмотрен на примере технологии Qualcomm Quick Charge — первооткрывателя и законодателя моды на поприще оперативного восполнения запасов энергии у мобильных гаджетов.

На первом этапе зарядное устройство обеспечивает выдачу максимально возможной мощности зарядного тока, постепенно снижая его значения ближе к окончанию процесса зарядки (с целью обеспечения целостности ячеек аккумуляторной батареи).

Параметры мощности высчитываются исходя из значений выходящего напряжения и силы тока. Они могут отличаться в зависимости от поколения технологии.

Три поколения Quick Charge

Первенцем среди быстрых зарядок стала технология компании Qualcomm, анонсированная широкой публике в 2012 г. — Quick Charge 1.0. Она предполагала экономию порядка 40 % времени при наполнении баков аккумулятора благодаря использованию повышенной силы тока при стандартном значении выходящего напряжения: 5 В и 2 А против 5 В и 1 А в обычном режиме.

Второе поколение Quick Charge 2.0 научилось работать с напряжениями 5 В, 9 В, 12 В, 20 В и силой тока до 3 А, что дало возможность ускорить время зарядки уже на 75 %.

Наиболее продвинутой является третья реинкарнация технологии Quick Charge 3.0. Она научилась интеллектуально подбирать оптимальное напряжение заряда в диапазоне значений от 3.6 В до 20 В с шагом 200 милливольт. В сравнении со второй версией эффективность быстрой зарядки выросла ещё на 38 %. Quick Charge 3.0 поддерживается на аппаратном уровне топовыми процессорами Qualcomm Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430.

На картинке ниже наглядно продемонстрирована разница в скорости зарядки при использовании различных поколений технологии Qualcomm Quick Charge. За одно и то же время батарея ёмкостью 2750 мАч зарядится либо наполовину (3-е поколение), либо чуть менее (2-е поколение), либо и вовсе всего на 13 % (в обычном режиме).

Разница в скорости зарядки при использовании различных поколений технологии Qualcomm Quick Charge.

Помимо поддержки технологии чипом соответствующего мобильного гаджета (смартфона, планшета, внешнего аккумулятора и т.п.), успешная работа быстрой зарядки гарантируется в случае использования совместимого зарядного устройства. К слову, в случае подключения такой зарядки к устройству без поддержки Quick Charge ничего плохого с ним не произойдёт, т.к. контроллер гаджета будет обеспечивать зарядку привычными ему темпами. Простыми словами, он возьмёт лишь такую мощность зарядного тока, которая ему требуется.

Согласно данным различных исследований и тестов, технология быстрой зарядки не оказывает негативного влияния на работоспособность аккумулятора и срок его службы. С этим согласны как учёные, так и производители аккумуляторных батарей.

Альтернативы

Производитель процессоров для смартфонов MediaTek создал собственную технологию быстрой зарядки Pump Express.

Другие производители стараются не отставать от компании Qualcomm. К примеру, её ближайший конкурент по производству процессоров для смартфонов MediaTek назвал собственную технологию быстрой зарядки Pump Express. Её первое поколение умеет заряжать гаджеты с напряжением 3.6-5 В и силой тока 2 А. Второе поколение является более продвинутым — ему свойственна работа с напряжениями 5-7 В, 9 В и 12 В при силе тока до 3 А.

У компании Samsung быстрая зарядка Fast Charge оперирует значениями напряжения 5 В и 9 В, а также токами 2 А и 1.67 А соответственно.

Технология Asus Boost Master встречается на смартфонах Asus ZenFone 2. Суммарная мощность зарядного тока при её использовании достигает 18 Вт (напряжение 9 В и ток 2 А).

А вот быстрая зарядка VOOC Flash Charging, впервые применённая в смартфоне OPPO Find 7, выделяется и среди сверстников — аккумулятор ёмкостью 3000 мАч она заряжает наполовину менее чем за 20 мин. Заслуга этого лежит на плечах самой батареи с повышенным количеством контактов и высоком зарядном токе (4.5 А при напряжении 5 В).

К сожалению, решения от различных производителей несовместимы между собой, т.к. отсутствует какая-либо общепринятая стандартизация функционирования технологии быстрой зарядки. Чего не скажешь о следующем пункте рассказа — беспроводной зарядке гаджетов.

БЕСПРОВОДНАЯ ЗАРЯДКА

Передача данных по беспроводным сетям, трансляция музыки через беспроводные наушники, а теперь вот и беспроводная зарядка — всё направлено на искоренение надоедливых проводов как класса.

Как электричество передаётся по воздуху?

Принцип действия беспроводной зарядки.

Принцип действия беспроводной зарядки основан на явлении электромагнитной индукции. В зарядном устройстве и мобильном гаджете, в роли которого наиболее часто выступают смартфон либо «умные» часы, используются специальные индукционные катушки. Они являются разными: в зарядке установлена катушка-трансмиттер (передатчик), а в теле совместимого девайса — ресивер (приёмник). Вокруг передатчика беспроводного электричества образуются колебания электромагнитного поля, которые на приёмной стороне преобразуются в электрический ток.

Требования к беспроводным зарядкам чётко прописаны в стандарте Qi, разработанном Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии WPC. В частности, стандарт описывает рабочие характеристики (частота тока возбуждения 100-205 кГц, номинальная мощность 5 Вт) и регламентирует расстояние между обоими катушками (не должно превышать 5 см).

Стоит учитывать, что КПД беспроводных систем зарядки в разы ниже, чем у привычного проводного способа. В последнем случае он достигает отметки 97 %, тогда как при использовании эффекта электромагнитной индукции в лучшем случае удастся заполучить значение на уровне 80 %. Соответственно, скорость зарядки при использовании беспроводной технологии отличается не в лучшую сторону.

Сферы применения беспроводной зарядки наиболее широко охватывают смартфоны, смарт-часы, электробритвы и зубные щётки.

Плюсы и минусы

Беспроводная зарядка удобна тем, что позволяет избавиться от проводов.

Главным плюсом беспроводных зарядок является возможность избавиться от проводов, а также практичность — уже сейчас во многих аэропортах и торговых центрах активно растёт количество точек для беспроводной зарядки гаджетов. Это позволяет полностью забыть о необходимости носить с собой зарядное устройство или внешний аккумулятор.

Основной минус, как было сказано выше, проявляется в более медленной скорости восполнения запасов энергии аккумуляторной батареи из-за более низкого КПД беспроводных систем передачи электричества. Ещё одним недостатком является стоимость беспроводных зарядных устройств, которая в разы выше в сравнении с проводными.

Напоследок необходимо прояснить момент относительно воздействия подобного способа зарядки на человеческий организм. Так как электромагнитные волны входят в спектр неионизирующего излучения, они не оказывают негативного влияния на здоровье. Подобное излучение используется для ретрансляции сигнала мобильной связи, передачи данных (Wi-Fi или Bluetooth) и в прочих повседневных случаях. Воздействие на другие домашние беспроводные сети тоже исключается благодаря различным частотам функционирования беспроводных систем.