Короткий лікнеп про швидкої і бездротової технології зарядки

ШВИДКА ЗАРЯДКА

Технологія швидкої зарядки дозволяє істотно заощадити час, витрачений на заповнення енергетичних запасів портативних гаджетів. Ще одним важливим плюсом її застосування є часткова зарядка батареї за лічені хвилини, чого вистачає на кілька годин подальшої роботи мобільного девайса. Актуальність застосування даної технології неухильно зростає через підвищення енерговитрат портативних гаджетів (насамперед, смартфонів) і зростаючої ємності акумуляторних батарей, що потребує більшого часу для їх зарядки.

Як це працює

Графік залежності потужності зарядного струму від заряду батарея у технології Qualcomm Quick Charg.

Принцип дії швидкої зарядки розглянуто на прикладі технології Qualcomm Quick Charge — першовідкривача і законодавця моди на терені оперативного поповнення запасів енергії у мобільних гаджетів.

На першому етапі зарядний пристрій забезпечує видачу максимально можливої потужності зарядного струму, поступово знижуючи його значення ближче до закінчення процесу зарядження (з метою забезпечення цілісності осередків акумуляторної батареї).

Параметри потужності вираховуються виходячи з значень вихідного напруги і сили струму. Вони можуть відрізнятися залежно від покоління технології.

Три покоління Quick Charge

Первістком серед швидких зарядок стала технологія компанії Qualcomm, анонсована широкій публіці в 2012 р. — Quick Charge 1.0. Вона передбачала економію близько 40 % часу при наповненні бака акумулятора завдяки використанню підвищеної сили струму при стандартному значенні вихідного напруги: 5 і 2 проти 5 В і 1 А в звичайному режимі.

Друге покоління Quick Charge 2.0 навчився працювати з напругою 5 В, 9 В, 12 В, 20 В і силою струму до 3 А, що дало можливість прискорити час зарядки вже на 75 %.

Найбільш відомою є третя реінкарнація технології Quick Charge 3.0. Вона навчилася інтелектуально підбирати оптимальне напруга заряду в діапазоні значень від 3.6 до 20 з кроком 200 мілівольт. В порівнянні з другою версією ефективність швидкої зарядки зріс ще на 38 %. Quick Charge 3.0 підтримується на апаратному рівні топовими процесорами Qualcomm Snapdragon 820, 620, 618, 617, 430.

На картинці нижче наочно продемонстрована різниця в швидкості зарядки при використанні різних поколінь технології Qualcomm Quick Charge. За один і той же час батарея ємністю 2750 мАгод зарядиться або наполовину (3-е покоління), або трохи менше (2-е покоління), або лише на 13 % (у звичайному режимі).

Різниця в швидкості зарядки при використанні різних поколінь технології Qualcomm Quick Charge.

Крім підтримки технології чипом відповідного мобільного гаджета (смартфона, планшета, зовнішнього акумулятора тощо), успішна робота швидкої зарядки гарантується у разі сумісного використання зарядного пристрою. До речі, у разі підключення такої зарядки пристрою без підтримки Quick Charge нічого поганого з ним не станеться, оскільки контролер гаджета буде забезпечувати зарядку звичними йому темпами. Простими словами, він візьме лише таку потужність зарядного струму, що йому потрібно.

Згідно з даними різних досліджень і тестів, технологія швидкої зарядки не має негативного впливу на працездатність акумулятора і термін його служби. З цим згодні як вчені, так і виробники акумуляторних батарей.

Альтернативи

Виробник процесорів для смартфонів MediaTek створив власну технологію швидкої зарядки Pump Express.

Інші виробники намагаються не відставати від компанії Qualcomm. Приміром, її найближчий конкурент з виробництва процесорів для смартфонів MediaTek назвав власну технологію швидкої зарядки Pump Express. Її перше покоління вміє заряджати гаджети з напругою 3.6-5 В і силою струму 2 А. Друге покоління є більш прогресивним — йому властива робота з напругами 5-7, 9 і 12 В при силі струму до 3 А.

У компанії Samsung швидка зарядка Fast Charge оперує значеннями напруги 5 В і 9 В, а також струмами 2 А і 1.67 А відповідно.

Технологія Asus Boost Master зустрічається на смартфонах Asus ZenFone 2. Сумарна потужність зарядного струму при її використанні досягає 18 Вт (напругу 9 В і струм 2 А).

А ось швидка зарядка VOOC Flash Charging, вперше застосована в смартфон OPPO Find 7, виділяється серед однолітків — акумулятор ємністю 3000 мАгод вона заряджає наполовину менше ніж за 20 хв. Заслуга цього лежить на плечах самої батареї з підвищеною кількістю контактів і високому зарядному струмі (4.5 А при напрузі 5 В).

На жаль, рішення від різних виробників несумісні між собою, тому що відсутня яка-небудь загальноприйнята стандартизація функціонування технології швидкої зарядки. Чого не скажеш про наступного пункті розповіді — бездротової зарядки гаджетів.

БЕЗДРОТОВА ЗАРЯДКА

Передача даних по бездротовим мережам, трансляція музики через бездротові навушники, а тепер ось і бездротова зарядка — все спрямоване на викорінення докучливих дротів як класу.

Як електрика передається по повітрю?

Принцип дії бездротової зарядки.

Принцип дії бездротової зарядки заснований на явищі електромагнітної індукції. В зарядному пристрої і мобільному гаджеті, в ролі якого найчастіше виступають смартфон або «розумні» годинник, використовуються спеціальні індукційні котушки. Вони є різними: в зарядці встановлена котушка-трансмітер (передавач), а в тілі сумісного девайса — ресивер (приймач). Навколо бездротового передавача електрики утворюються коливання електромагнітного поля, які на приймальній стороні перетворюються в електричний струм.

Вимоги до бездротових зарядкам чітко прописані в стандарті Qi, розроблений Консорціумом бездротовий електромагнітної енергії WPC. Зокрема, стандарт описує робочі характеристики (частота струму збудження 100-205 кГц, номінальна потужність 5 Вт) і регламентує відстань між обома котушками (не повинно перевищувати 5 см).

Варто враховувати, що ККД бездротових систем зарядки в рази нижче, ніж у звичного дротового способу. В останньому випадку він досягає позначки 97 %, тоді як при використанні ефекту електромагнітної індукції в кращому випадку вдасться роздобути значення на рівні 80 %. Відповідно, швидкість зарядки при використанні безпровідної технології відрізняється не в кращу сторону.

Сфери застосування бездротової зарядки найбільш широко охоплюють смартфони, смартгодинник, електробритви та зубні щітки.

Плюси і мінуси

Бездротова зарядка зручна тим, що дозволяє позбавитися від дротів.

Головним плюсом бездротових зарядок є можливість позбавитися від дротів, а також практичність — вже зараз у багатьох аеропортах і торгових центрах активно зростає кількість точок для бездротової зарядки гаджетів. Це дозволяє повністю забути про необхідність носити з собою зарядний пристрій або зовнішній акумулятор.

Основний мінус, як було сказано вище, проявляється в більш повільній швидкості поповнення запасів енергії акумуляторної батареї через більш низького ККД безпровідних систем передачі електрики. Ще одним недоліком є вартість бездротових зарядних пристроїв, яка в рази вище в порівнянні з дротяними.

Наостанок необхідно прояснити момент щодо впливу такого способу зарядки на людський організм. Оскільки електромагнітні хвилі входять в спектр неіонізуючого випромінювання, вони не справляють негативного впливу на здоров'я. Подібне випромінювання використовується для ретрансляції сигналу мобільного зв'язку, передачі даних (Wi-Fi або Bluetooth) та в інших повсякденних випадках. Вплив на інші домашні безпровідні мережі теж виключається завдяки різним частотам функціонування бездротових систем.