25 янв. 2016 г.

Технологии быстрой зарядки аккумуляторов

Севший в самый неподходящий момент смартфон - отнюдь не редкость сегодня. И это совсем не удивительно, ведь современные смартфоны обладают многоядерными процессорами, мощными видеочипами и большими дисплеями с высоким разрешением, а чтобы поддерживать все это в рабочем состоянии, от аккумулятора требуется немало энергии. И тенденция здесь отнюдь не в пользу компактных аккумуляторов, их придется делать большими, и смартфон тогда станет неудобным.

Безусловно, существуют некоторые альтернативные варианты, например можно приобрести портативный аккумулятор, от которого можно будет заряжать гаджет при необходимости, но это не всегда бывает удобно. Между тем, чтобы оптимизировать модернизацию, разработчики нашли другой путь, они стремятся ускорить процесс зарядки аккумуляторов, и эта технология называется Quick Charge (быстрый заряд).


Современные литиевые аккумуляторы отличаются низким саморазрядом, приемлемой для гаджетов удельной емкостью, а также отсутствием «эффекта памяти», именно благодаря этим достоинствам они столь широко распространены сегодня.

Такие аккумуляторы заряжаются традиционно по следующему алгоритму: до напряжения 4,1 вольт аккумулятор заряжается при относительно большой силе тока, затем происходит дозаряд относительно слабым током до достижения 4,2 вольт.

Для предотвращения критических токов в заряжаемые устройства всегда устанавливают контроллер, который следит за процессом зарядки и регулирует его. А поскольку на этапе зарядки до 4,1 вольт допустим большой ток, то именно на первом этапе возможна оптимизация процесса зарядки с тем, чтобы его ускорить, остается лишь позаботиться о том, чтобы встроенный в гаджет преобразователь смог переварить подаваемую на него мощность.

В 2014 году группа ученых из Калифорнии исследовала влияние быстрой зарядки на срок службы и на качество последующей работы литиевых аккумуляторов.

Результат оказался положительным — батареи заряжались одинаково равномерно, при этом были задействованы все заряженные частицы, и что при быстрой, что при медленной зарядке, аккумуляторы повреждены небыли, их емкость не изменилась. Экспериментальные данные были затем опубликованы в издании Nature Materials.


Тем временем, начиная с 2012 года, компания Qualcomm выпускает чипы для осуществления быстрой зарядки. Это либо отдельная дополнительная микросхема, либо совместимый чип Snapdragon. На данный момент уже широко распространенная технология от Qualcomm называется Quick Charge 2.0, и уже представлена Quick Charge 3.0. На данный момент (с Quick Charge 2.0) зарядка ускоряется до 75% по времени, а третья версия обещает еще на 38% сократить время зарядки.

Самая первая версия Quick Charge 1.0 была поддержана и реализована в:
  • LG Optimus G
  • Nokia Lumia 920
  • Nexus 4
  • Xiaomi Mi2
  • Samsung Galaxy S III.

Версия Quick Charge 2.0 получила воплощение, например, в:
  • Nexus 6
  • HTC One (M8)
  • HTC Desire EYE
  • HTC One remix
  • Sony Xperia Z3
  • Sony Xperia Z3 Сompact
  • Sony Xperia Z3 Tablet Compact
  • Sony Xperia Z2 Tablet
  • Samsung Galaxy Note 4
  • Samsung Galaxy Note Edge
  • Motorola Moto X (2014)
  • Motorola DROID Turbo
  • и многие другие, полный список которых можно найти на сайте компании Qualcomm.

Теперь о версиях Quick charge от Qualcomm:

Quick charge 1.0 представляла собой зарядное устройство, способное обеспечить ток в 2 ампера при 5 вольтах напряжения, и когда соответствующая мощность подавалась на адаптированный смартфона, встроенный чип от Qualcomm полностью преобразовывал эту мощность в удобоваримый для аккумулятора вид. Так, время зарядки было сокращено на 40%.

Quick charge 2.0 способна преобразовать до 3 ампер при 5, 9, 12 или 20 вольтах. Это дало ускорение зарядки почти в 4 раза.

Quick charge 3.0 - система более гибкая. Здесь подбирается оптимальное напряжение для конкретного устройства, от 3,6 до 20 вольт с шагом 0,2 вольта. Это стало возможным благодаря применению чипов Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430. Присутствует обратная совместимость с предыдущими версиями, а также добавлена поддержка USB Type-C.

Очевидно, что для получения лучших результатов нужно чтобы и смартфон (планшет) и зарядное устройство поддерживали стандарт Quick charge.


Qualcomm Quick charge не является единственным решением в вопросе быстрой зарядки. Наряду с Qualcomm работают RapidCharge от HTC, TurboCharge от Motorola, и FastCharge от Samsung и VOOC Flash Charging от OPPO.

Последняя заслуживает особого внимания. В смартфоне Find 7 компания впервые применила восьмиконтактный аккумулятор, разделенный на несколько ячеек, которые заряжаются параллельно максимальным током 4,5 ампера при напряжении 5 вольт. При сравнении с Quick Charge 2.0, зарядка по технологии VOOC Flash Charging оказалась еще в 2,5 раза быстрее. Сравнение велось с Samsung Note 3.


Еще одной технологией быстрой зарядки является AIPower, которая определяет входные параметры заряжаемого устройства, и оптимизирует исходя из этого процесс зарядки. Такая возможность появляется благодаря применению специального чипа от Texas Instrument.

Стоит отметить, что некоторые производители портативных зарядных устройств иногда объединяют поддержку AIPower и Quick Charge, например зарядные устройства TechMatte и Aukey PB-T1 поддерживают обе эти технологии.

Другие перспективные технологии:

Присоединяйтесь к нам на Facebook!

Последние заметки