Багатоядерні процесори, великі екрани з високою роздільною здатністю, високопродуктивні відеочіпи - це все ознаки сучасних смартфонів. І з кожним днем їх міць зростає і зростає. Але, відповідно, зростає і їх енергоспоживання, а ось в сфері акумуляторних батарей все не так добре. Так, звичайно, в рази підвищилася ємність батарей (відповідно зросла і час зарядки) при відносно небагато виросли габаритами, відбулася заміна нікелю на літій у виробництві, прошивки і залізо стають більш енергоефективними. Але, на жаль, великого прориву на сьогоднішній день не відбулося. І в підсумку нівелюється дуже важлива риса смартфона - мобільність.
Щоб полегшити нам життя, розробники прагнуть зменшити час заповнення втрати енергії смартфоном, простіше кажучи - швидко зарядити його батарею. Давайте розберемося, за рахунок чого це можливо і які напрацювання існують сьогодні.
В принципі роботи будь-якої акумуляторної батареї лежить електрохімічний процес, який може запускатися в прямому і зворотному - нагромаджувати енергію і віддавати її. При цьому в якості основного хімічного джерела струму в різний час і для різних завдань використовувалися свинець, нікель, літій. На сьогоднішній день в мобільних пристроях найбільш затребуваними є батареї на основі літію - літій-іонні (Li-ion) і літій-полімерні (Li-pol). До їх переваг можна віднести велику ємність, низький саморозряд, відсутність «ефекту пам'яті». Є, звичайно, і недоліки - ці акумулятори наражені «старіння» (втрати ємності з часом) і вони пожежонебезпечні.
Ємність сучасних Li-ion батарей смартфонів досягає декількох тисяч міліампер / годин. Давно вже не рідкість показник в 3000-4000 мАг. Номінальна напруга такого акумулятора 3,5-3,7 В, максимальне - 4,2 В. При перших показниках батарея розряджена, при другому значенні - заряджена. Процес зарядки акумулятора, як правило, складається з двох етапів. Спершу йде зарядка великою потужністю струму до досягнення значення напруги на батареї в 4,1-4,2 В, потім слід «дозарядки» до повної ємності малим струмом.
За тим, що б не відбувалося «перезарядки» батареї, стежить спеціальний контролер.
В основі технології «швидкої зарядки» лежить принцип «видачі» від зарядного пристрою максимально можливої потужності струму на першому етапі зарядки. При цьому контролер заряду батареї повинен бути здатний «освоїти» цю потужність. Цей принцип і заклала в свою розробку компанія Qualcomm, яка в 2012 році представила технологію швидкої зарядки Quick charge 1.0.
Візьмемо одну з найбільш звичайних зарядок для смартфона. Маркування на корпусі повідомляє характеристики - Output / Вихід: 5V / 1A. Це означає, що дана зарядка може видати максимальна напруга 5 вольт і максимальну силу струму в 1 ампер. Грубо кажучи, її вихідна потужність заряду складе 5 Ватт. Але це за умови, що контролер заряду в смартфоні готовий «прийняти» такі значення. Технологія ж Quick charge 1.0 являє собою зарядку з вихідними характеристиками 5V / 2A (максимальна потужність 10W) і чіп в смартфоні, який здатний обробити такий струм. За лабораторними дослідженнями компанії Qualcomm така технологія здатна на 40% швидше зарядити акумулятор пристрою. Quick charge 1.0 підтримували флагмани того часу на чіпах Qualcomm, такі як Nexus 4, LG Optimus G, Samsung Galaxy S III, Nokia Lumia 920, Xiaomi Mi2 і інші.
Уже через рік була представлена вдосконалена технологія Quick charge 2.0, яка передбачала заряджати струмами до 3 ампер з напругою 5/9/12 вольт. За запевненнями Qualcomm це дозволяє скоротити час зарядки на 75%. І щоб ми не сумнівалися, компанія наводить лабораторні тести. Їх суть полягала в наступному - акумуляторна батарея на 3300 мАч заряжалась протягом 30 хвилин трьома різними методами. І ось які результати вони отримали:
- від звичайної зарядкою з параметрами 5V / 1A батарея зарядилася на 12%
- з технологією Quick charge 1.0 (5V, 2A) - 30%
- з технологією Quick charge 2.0 (9V, 2A) - 60%
Quick charge 2.0 реалізована в таких смартфонах, як 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 року), Sony Xperia Z3 Сompact, Sony Xperia Z3 і інших. Повний список можна подивитися на сайті Qualcomm.
А зовсім недавно, у вересні цього року, «Квалкомм» представив Quick charge 3.0. Її особливість в технології інтелектуального підбору оптимального напруги заряду (INOV). Напруга буде підбиратися індивідуально для кожного пристрою і проміжку процесу зарядки. І варіюватися від 3,6 до 20 вольт. При цьому крок зміни буде мінімальним - 200 мВ. Qualcomm обіцяє, що нова версія «швидкої зарядки» буде на 38% ефективніше, ніж Quick charge 2.0. Дана технологія буде представлена в чіпах Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430.
Технологія швидкого заряду не є ексклюзивом Qualcomm. За тим же принципом працює TurboCharge від Motorola, RapidCharge (HTC), FastCharge (Samsung). Причому «швидкі» зарядки є універсальними пристроями і можуть заряджати смартфони як з технологією «швидкої зарядки» різних виробників так і без.
Окремо стоїть компанія OPPO зі своєю фірмовою технологією VOOC Flash Charging. Вперше вона була реалізована в смартфоні Find 7. У VOOC Flash Charging є особливості, не властиві загальній тенденції. Суть її в зарядці з струмом 4,5 ампера і напругою 5 вольт. При цьому використовується спеціальний 8-ми контактний аккумулутяр. Він розділений на кілька осередків і вхідний струм рівномірно розподіляється між ними. На думку OPPO дана технологія не тільки швидко заряджає, але і більш дбайливо ставиться до акумуляторної батареї. У своїх тестах вони порівнювали швидкість зарядки Find 7 і Samsung Note 3. А ось і їх результати:
Висновки робіть самі.
Як підсумок. Сьогодні проблема обмеженою мобільності смартфонів частково вирішується технологіями «швидкої зарядки» і на цій «ниві» є багато перспективних напрацювань. Хтось скептично ставляться до цієї тенденції, стверджуючи, що великі струми шкодять батареям і призводять до зменшення терміну їх служби. Але виробники не згодні.
Як на мене, оптимальним рішенням виглядає VOOC Flash Charging від OPPO c її розподілом потужності заряду по осередках. Але все ж, я впевнений, рухатися потрібно в напрямку підвищення ємності акумуляторних батарей і їх компактності, а заодно збільшення терміну експлуатації. Час від часу ми чуємо заяви про черговий прорив в цій області, але на ринку кардинально нових технологій поки немає. Віримо і чекаємо!
