Adaptive fast charging что это
Adaptive Fast Charging: что это за технология и для чего она нужна в смартфоне
Если речь идет о технологии под названием Adaptive Fast Charging (AFC), несложно догадаться, что это – один из стандартов ускоренной зарядки аккумулятора.
Создателем его является южнокорейская компания Samsung, которой потребовался собственный аналог Qualcomm Quick Charge для обеспечения конкурентоспособности флагманской линейки чипсетов Exynos.
Нельзя сказать, что результат производит серьезное впечатление на фоне конкурентов, но – обо всём по порядку.
Как работает быстрая зарядка
Привычные нам зарядные устройства выдерживают одинаковые параметры напряжения и тока на протяжении всего времени работы. Всё, на что хватает их «ума» сверх этого – отключить батарею от источника питания, когда она заряжена на 100%, чтобы не перегревать ее.
И хотя способность аккумулятора поглощать энергию обратно пропорциональна степени его заряженности, при определении режима работы таких ЗУ приходится ориентироваться на безопасный минимум, который является оптимальным только для последнего этапа процесса.
В результате время, требуемое для полной «заправки», становится достаточно большим. Чтобы его уменьшить, используют адаптивные технологии, меняющие напряжение ЗУ в зависимости от степени заряженности.
Одной из наиболее известных среди них является Quick Charge, применяемая в чипсетах Qualcomm Snapdragon.
Очевидно, что для реализации подобной системы требуется совместная работа нескольких элементов гаджета:
Что представляет собой Adaptive Fast Charging
Если ранее Samsung использовал в своих флагманских устройствах исключительно чипсеты Snapdragon, то, когда в серию пошли старшие линейки Exynos, возникла необходимость сделать так, чтобы они хотя бы минимально соответствовали по своим возможностям SoC от Qualcomm.
Американцы к тому времени разрабатывали второе поколение своей Quick Charge, поэтому южнокорейцы ограничились упрощенным аналогом QC 2.0.
Типы быстрых зарядок и нюансы используемых кабелей
Содержание
Содержание
Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?
Как долго должен заряжаться аккумулятор?
Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.
Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.
Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.
Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.
Что такое быстрая зарядка?
Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.
Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.
Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.
Типы быстрой зарядки
Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.
Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.
Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.
Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.
Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.
Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.
USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы
Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.
Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.
А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.
Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.
Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.
Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.
Что такое адаптивная зарядка смартфона и зачем она нужна
Как вы заряжаете свой смартфон? Скорее всего, подключаете к розетке перед сном и оставляете так на всю ночь. Утром остаётся просто забрать заряженный аппарат, чтобы этим же вечером повторить всю процедуру заново. Такой сценарий удобен и позволяет не сидеть над телефоном в течение целого часа, дожидаясь, когда можно будет снять его с зарядки. Другое дело, что экономия своего времени и внимания стоит нам потери аккумулятором своей ёмкости и, соответственно, способности накапливать энергию. А чтобы этого не было, была придумана адаптивная зарядка.
Ночная зарядка существовала всегда, но средство защиты от её последствий появилось только недавно
Для начала разберёмся, вредно ли заряжать смартфон всю ночь. Несмотря на то что ни один производитель не запрещает этого напрямую, на самом деле ночная зарядка способствует более быстрому износу аккумулятора. Это происходит из-за того, что, зарядившись на 100%, смартфон начинает испытывать микропотери энергии, которые ему приходится тут же восполнять. В таком состоянии он постоянно находится под нагрузкой. Конечно, аккумулятор не потеряет весь свой ресурс на один раз или за 10, но, наверное, 100-150 ночных зарядок могут стать причиной негативного результата.
Что делает адаптивная зарядка
Адаптивная зарядка нужна для того, чтобы не дать аккумулятору износиться раньше времени
Адаптивная зарядка пытается если не устранить, то по крайней мере минимизировать негативные последствия от ночных зарядок. Её предназначение состоит в динамическом изменении скорости, с которой заряжается смартфон. Специальные алгоритмы изучают предпочтения пользователя, запоминают, в какое время он обычно ставит смартфон на зарядку и как долго аппарат проводит у розетки. Если это дневные часы, скорее всего, зарядка должна быть быстрой, но, если ночные или вечерние, то процесс можно растянуть на несколько часов.
Первые 80% в режиме адаптивной зарядки, как и в обычном режиме, идут быстрым током. То есть при необходимости вы можете, например, зарядить смартфон на половину или чуть больше за 15-20 минут и тут же снять его с зарядки. Но, если аппарат не отключить от сети электропитания, зарядка либо остановится вообще, чтобы возобновиться ближе к утру (чаще), либо будет идти очень и очень медленно (реже), восполняя оставшиеся 20% в течение нескольких часов. Но и в том, и в другом случае цель адаптивной зарядки — выдать пользователю заряженный смартфон с минимально изношенной батареей.
Почему смартфон не заряжается после 80%
Адаптивная зарядка либо замедляет подачу тока, либо блокирует её на время вообще
Первой адаптивную зарядку в текущем виде стала применять Apple в своих iPhone. Это произошло в начале этого года. Результат так понравился компании, что она решила распространить действие механизма и на свои ноутбуки, которым износ страшен даже больше, чем смартфонам, потому что у многих они постоянно подключены к розетке. За Apple аналогичный механизм в свои смартфоны внедрила Huawei, а потом пошло по накатанной. Менялась только форма (одни останавливали зарядку вообще, а другие просто её очень сильно замедляли, делая так, чтобы она длилась 6-8 часов, в зависимости от конкретных условий).
Нужна ли адаптивная зарядка смартфонам? На самом деле это очень индивидуальная штука. Несмотря на то что мой Honor View 20 её поддерживает – правда, в случае с Magic UI механизм называется «Умная зарядка», — я не пользуюсь им по нескольким причинам. Во-первых, я отношусь к батарее как к расходнику, который рано или поздно придётся менять. Во-вторых, благодаря быстрой зарядке мой смартфон заряжается всего за 40 минут, и мне реально нет смысла ставить его на зарядку на всю ночь. Ну, и, в-третьих, стандартный аккумулятор живёт 2 года. За это время смартфон успевает мне надоесть, и я его просто продаю.
Разбираемся в стандартах быстрой зарядки
Антон Чепур
Энергия – это один самых ценных ресурсов в человеческой жизни. И когда мы начинаем испытывать ее дефицит, светлые умы нашей цивилизации пытаются изобрести очередную «чудо-технологию», способную снизить количество неудобств, связанных с этим дефицитом.
Все мы знаем, что максимально радикальные методы решения электроэнергетических проблем изобретены не были (да и вряд ли это произойдет в обозримом будущем), поэтому ведущие производители портативной электроники пошли другим путем: вместо того, чтобы обеспечить нас достаточно емкими и компактными носителями энергии они решили сделать процесс зарядки менее навязчивым и времязатратным. Но бизнес есть бизнес, и, как это всегда бывает при необходимости стандартизации чего-либо, все корпорации начали гнуть свою линию, и не думая озаботиться вопросом обратной совместимости между различными видами быстрой зарядки. Чтобы немного упростить вам жизнь, сегодня я расскажу об основных типах скоростного восполнения заряда на мобильных устройствах, чем эти подходы отличаются и как влияют на аккумуляторы наших устройств.
Принцип работы
Аксиома всех зарядных устройств – чем мощнее блок питания, тем выше скорость зарядки. И вот тут начинается магия чисел: если в обычном заряднике напряжение составляет 5 В, а сила тока – максимум 2-2.5 А, то быстрые зарядки могут похвастаться значениями на 10 В и 5 А соответственно.
Впрочем, одной мощности недостаточно. Нужен еще и специальный контроллер в блоке питания, который будет соединяться со смартфоном через уникальный протокол. Самый яркий пример – Qualcomm Quick Charge 3.0. Сертифицированные по этому стандарту зарядные устройства непрерывно принимают со смартфона информацию о состоянии аккумулятора, чтобы все время регулировать напряжение и силу тока. Данная технология получила имя INOV – Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, что можно перевести как Интеллектуальное Определение Оптимального Напряжения. Следовательно, для скоростной зарядки нужно пользоваться только комплектными либо сертифицированными зарядными устройствами. Их подделки встречаются редко, но все же не стоит терять бдительность, ведь зарядка аккумулятора «не тем и не так» может повлечь за собой выход вашего девайса из строя или даже привести к пожару.
Еще один момент, на котором разработчики и маркетологи всегда акцентируют внимание – это скорость восполнения первых 50% заряда аккумулятора. Дело в том, что пиковые значения мощности блок питания выдает лишь при зарядке почти пустой батареи. Взять, к примеру, небезызвестную технологию Quick Charge 3.0 от Qualcomm: максимальные 20 В она обеспечивает лишь в начале зарядки, постепенно снижая напряжение на 200 мВ вплоть до 3.2 В.
Стандарты
На данный момент практически каждый производитель смартфонов и чипсетов обладает собственной технологией быстрой зарядки. Начнем с самых известных.
Quick Charge
Именно компания Qualcomm задала тренд на использование быстрой зарядки. Стандарт Quick Charge 1.0 дебютировал в 2013 году вместе с чипсетом Snapdragon 600, а затем эволюционировал до второй версии в 2015 (Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808, 810), через год в 2016 был представлен QC 3.0 (Snapdragon 427, 430, 435, 617, 620, 625, 626, 650, 652, 653, 820, 821) и последняя четвертая версия только появилась на свет всего в одном процессоре – флагманском Qualcomm Snapdragon 835.
Среди недавних гаджетов Quick Charge 3.0 имеется в относительно свежем LG G6, который может зарядить свою батарею емкостью 3300 мАч до 100% за 96 минут.
Pump Express
Главный конкурент разработки Qualcomm – технология Pump Express от MediaTek. Основной отличительной чертой PE 3.0 является прямая зарядка, при которой температуру и состояние смартфона контролирует только сам блок питания. Среди обязательных требований Pump Express: наличие в смартфоне порта USB Type-C и одного из поддерживаемых SoC (список последних не разглашается)
Если говорить о конкретных девайсах, то поддержку этого стандарта получил Meizu Pro 6, чей аккумулятор на 2560 мАч способен полностью зарядиться с 0 до 100% всего за час.
Super Charge
Смартфоны Huawei нередко выделяются на фоне конкурентов емкими аккумуляторами, поэтому компания не могла не разработать свой собственный стандарт быстрой зарядки. Детище китайцев получило незамысловатое название Super Charge и довольно неплохие характеристики – мощность до 22.5 Вт при напряжении до 5 В.
Поддержкой SC обладают только Huawei Mate 9 и флагманы P10/P10 Plus. Mate 9 благодаря Super Charge за полчаса восполняет 57% из своих 4000 мАч, что можно назвать очень даже неплохим показателем.
TurboPower
Еще одна быстрая зарядка родом из Китая, но уже от Lenovo. Этот стандарт, выпущенный под брендом Motorola, был создан на базе Quick Charge 2.0 и обратно совместим с ним.
В техническом плане TurboPower примечателен повышенной мощностью – 25.8 Вт против 18 Вт в QC 2.0.
Adaptive Fast Charging
Эту технологию быстрой зарядки от компании Samsung с уверенностью можно назвать одной из самых известных на мобильном рынке. Поддержкой Adaptive Fast Charging оснащены все смартфоны корейского вендора из S- и Note-серий, начиная с моделей Galaxy S6 и Galaxy Note 4 соответственно. AFC выдает до 15 Вт мощности при максимальных 9 В напряжения.
На практике этого хватает, чтобы зарядить аккумулятор Samsung Galaxy Note 5 емкостью 3000 мАч до 50% за 30 минут.
Super mCharge
Весьма перспективной выглядит анонсированная на MWC 2017 технология Super mCharge от Meizu. На рынке еще нет ни смартфонов, ни зарядных устройств, поддерживающих SmC, но зато инженеры компании обещают, что на практике мы получим впечатляющие 11 В напряжения при максимальной мощности 55 Вт.
Сейчас такие показатели типичны скорее для блоков питания ультрабуков, но уж никак не смартфонов. В результате смартфон с аккумулятором емкостью 3000 мАч должен полностью заряжаться всего за 20 минут, а первые потребительские устройства Meizu собирается выпустить в конце 2017 – начале 2018.
Что дальше?
Как вы могли сами убедиться, обычным пользователям приходится только мечтать о какой-либо унификации среди технологий быстрой зарядки. К счастью, они не одиноки в этом стремлении – здесь на арену выходит Google, которая стремится внедрить единый стандарт быстрой зарядки посредством USB Type-C. Корпорация Добра еще 3 года назад представила технологию USB Power Delivery, но особого развития она так и не получила, хотя некоторый прогресс в популяризации USB PD все же есть: например, компания Qualcomm объявила об обратной совместимости USB PD и Quick Charge 4.
Ключевой особенностью USB Power Delivery является возможность зарядки самых различных типов гаджетов, от высокопроизводительных ноутбуков до компактных смартфонов.
Безопасность превыше всего
Отсутствие единого стандарта (да и в целом, относительная новизна такого понятия, как «быстрая зарядка» вызывает множество вопросов, на основные из них я постараюсь ответить:
-(Не)совместимость. Действительно, в большинстве своем технологии скоростной зарядки абсолютно несовместимы между собой, но есть и исключения – к примеру, TurboPower от Motorola создавался на базе Quick Charge 2.0, вследствие чего они полностью совместимы. Еще один пример – флагманы Samsung, поддерживающие не только Adaptive Fast Charging, но и Quick Charge 2.0. Однако стоит отметить, что это лишь общие рекомендации, в каждом отдельном случае лучше уточнять конкретную модель смартфона и зарядного устройства.
—Что случится, если попытаться зарядить быстрой зарядкой телефон, который ее не поддерживает либо не совместим с ней?
Скорее всего, ничего. Практически все блоки питания для быстрой зарядки имеют базовый режим, который пригоден для зарядки любых мобильных устройств. В этом режиме сила тока ограничивается 2 А, а напряжение 5 В, благодаря чему вы никак не сможете повредить неподдерживаемый гаджет. Но все же лучше не рисковать, и использовать только сертифицированные зарядные устройства.
-Сокращает ли использование быстрой зарядки срок службы аккумулятора? Это миф. На самом деле, износ литиевой батареи зависит от силы тока во время зарядки и ее температуры, и оба этих параметра контролируются зарядным устройством. Скажем, компания Meizu клянется, что в их гиперэффективной Super mCharge износ аккумулятора не превысит 20% за 800 циклов перезарядки, что является вполне стандартным показателем.