Как работает быстрая зарядка в смартфонах и чем различаются разные технологии

Что значит «быстрая зарядка» в смартфоне

Распространённость USB де‑факто сделала этот разъём стандартом для зарядных устройств большинства гаджетов. Однако разработан он был не для подпитки устройств, а для передачи данных. Первые стандарты USB (до версии 2.0) ограничивали выдаваемый разъёмом ток величиной в 500 мА. Поэтому аккумулятор смартфона ёмкостью 2 000 мА∙ч заряжался 4–5 часов. По современным меркам это целая вечность.

Поначалу производители решали проблему, просто увеличивая ток, выдаваемый подпитывающим устройством. Тогда и появился термин «быстрая зарядка» — это зарядка токами 1С и выше, где С — ёмкость аккумулятора. Зарядные устройства стали выдавать 2–3 А на разъём, что увеличило скорость подпитки в четыре‑шесть раз. Смартфон уже не надо было оставлять на ночь, хватало пары часов.

Но ёмкости аккумуляторов росли, их способность принимать высокий ток — тоже. 3 А стало не хватать, а при попытке поднять ток ещё больше производители столкнулись с проблемами. Не рассчитанные на пропускание высоких токов кабели USB перегревались, и напряжение на них сильно падало. Чтобы передать большую мощность, зарядные устройства стали выдавать не только повышенный ток (до 3 А), но и повышенное напряжение (до 20 В). Это увеличило максимальную мощность ЗУ до 60 Вт, и время подпитки вновь сократилось.

Вот только по стандарту USB напряжение на разъёме не могло превышать 5 В. И чтобы рассчитанные на 5 В гаджеты не сгорали при подключении к новым ЗУ, последним пришлось «поумнеть». Перед тем как выдать на смартфон максимум, зарядное устройство посылает ему запрос о том, какие ток и напряжение тот может принять. И только после получения ответа переходит с безопасных 5 В на повышенное напряжение.

Соответственно, если ваш смартфон может принять, к примеру, ток 3 А и напряжение 5 В, что обеспечивает мощность в 15 Вт, то подключение супермощного адаптера на 60 Вт ничего не даст — ваш максимум останется на уровне 15 Вт.

Почему для быстрой зарядки важен кабель

Кабели заслуживают отдельного внимания. Повсеместное внедрение быстрой зарядки увеличило требования к проводам. Крайне не рекомендуется использовать на зарядном устройстве случайные USB‑кабели. Этому есть несколько причин.

Опасное повышение тока зарядки

Обычный кабель передачи данных рассчитан на 0,5 А, согласно стандарту USB 2.0. При пропускании высоких токов шнур может перегреваться. И это иногда приводит к оплавлению разъёмов как на самом гаджете, так и на зарядном устройстве.

Иными словами, нельзя взять любой дешёвый провод и рассчитывать на быструю зарядку с мощным адаптером. В лучшем случае вас ждёт самая низкая скорость подпитки, а в худшем — оплавление разъёма смартфона.

Несоответствие кабеля USB Type‑A — Type‑C

Разъём USB Type‑C разработан с учётом высоких требований по возможностям подпитки устройств. Пара контактов этого порта (СС и Vbus) служат для оповещения контроллера зарядки гаджета о максимальном токе. Но USB Type‑A традиционно поддерживает меньшую мощность по сравнению с Type‑C, и это большая проблема для кабелей, на одном конце которых один тип разъёма, а на другом — второй.

Так, если подключить гаджет к компьютерному порту USB, который может дать только 0,5 А, с помощью кабеля на 3 А, устройство будет ожидать, что может взять больше тока, чем порт способен предоставить. Это происходит из‑за специального резистора в кабеле, который «говорит» прибору, сколько можно потреблять.

В итоге порт USB может перегреться и выйти из строя, потому что он не рассчитан на такую нагрузку. Кроме того, повредиться может и гаджет, и сам компьютер. Чтобы этого избежать, лучше использовать провода, соответствующие спецификациям подключаемого устройства, а также проверять максимальный выходной ток порта USB перед подсоединением.

Какие кабели USB Type‑A — Type‑C купить

• Кабель с мощностью 100 Вт и максимальным током 10 А от OnePlus, 1 м, 990 рублей →
• Кабель с мощностью 120 Вт и максимальным током 6 А от Xiaomi, 1 м, 707 рублей →
• Кабель с мощностью 18 Вт и максимальным током 3 А от Ugreen, 1 м, 652 рубля →
• Кабель с мощностью 18 Вт и максимальным током 3 А от Baseus, 1 м, 459 рублей →
• Кабель с мощностью 33 Вт и максимальным током 3 А от Topk, 1 м, 287 рублей →

Отсутствие чипа eMarker в кабеле

Появление мощных зарядных устройств, способных повышать зарядное напряжение до 48 В, а ток — до 5 А, значительно повысило требование к кабелям. Чтобы обычные провода невозможно было использовать с такими ЗУ, консорциум USB регламентировал установку в кабели с разъёмом Type‑C специальной микросхемы eMarker (E‑Mark). При её отсутствии зарядник не будет работать на полную мощность.

Какие есть стандарты быстрой зарядки

Быстрая зарядка на всех устройствах работает одинаково. При первом подключении адаптер запускается на 5 В и отправляет запрос гаджету, какой ток и напряжение он может принять. После получения ответа ЗУ поднимает ток и напряжение до требуемых. Если ответа нет, напряжение остаётся на уровне 5 В, а ток не увеличивается больше безопасных 2 А.

У разных производителей суть «разговора» между гаджетом и ЗУ одна и та же, но вот «язык» (протокол) — разный.

Чтобы быстрая зарядка работала, ЗУ и гаджет должны использовать один и тот же протокол. На сегодняшний день их около десяти, и возможности у них разные.

Power Delivery

Стандарт быстрой зарядки Power Delivery (PD) создан консорциумом USB в 2015 году. Начиная с версии USB 3.1, является частью протокола USB. Поэтому этот стандарт считается наиболее перспективным на сегодняшний день.

PD в редакции 2021 года позволяет использовать напряжение до 48 В и ток до 5 А, что в теории обеспечивает до 240 Вт мощности. Последние версии стандартов Quick Charge, Pump Express и быстрой зарядки Apple совместимы с Power Delivery.

Какие зарядки с Power Delivery купить

• Зарядное устройство Anker с разъёмом USB Type‑C, максимальным током 3 A и мощностью 20 Вт, 1 045 рублей →
• Зарядное устройство Baseus с разъёмами USB Type‑C и USB Type‑A, максимальным током 5 A и мощностью 100 Вт, 3 054 рубля →
• Зарядное устройство Ugreen с разъёмами USB Type‑C + USB Type‑A, максимальным током 4 A и мощностью 45 Вт, 3 175 рублей →

Quick Charge

Quick Charge — стандарт быстрой зарядки, разработанный компанией Qualcomm и поддерживаемый устройствами на базе чипсетов Snapdragon с 2013 года. Это самый популярный вариант быстрой зарядки 2010‑х. Его последняя, пятая версия позволяет использовать ток до 5 А и напряжение до 20 В, что должно гарантировать до 100 Вт мощности.

Начиная с четвёртой версии Quick Charge совместим с Power Delivery, то есть их адаптеры взаимозаменямые.

Adaptive Fast Charging и Super Fast Charging

Это стандарты компании Samsung. Первый — Adaptive Fast Charging — основан на Quick Charge 2.0 и частично с ним совместим. В 2019‑м его сменил обновлённый вариант — Super Fast Charging, созданный уже на базе Power Delivery. Зарядное устройство стандарта Super Fast Charging может выдавать до 100 Вт мощности.

При этом Super Fast Charging не полностью совместим с Power Delivery: гаджеты Samsung можно заряжать от адаптеров с поддержкой PD, но подпитка может пойти медленнее, так как при таком сочетании мощность ограничена 18 Вт.

Какие зарядки с Super Fast Charging купить

• Зарядное устройство Baseus с разъёмом USB Type‑C, максимальным током 3 А и мощностью 25 Вт, 1 290 рублей →
• Зарядное устройство Samsung с разъёмом USB Type‑C, максимальным током 2 А и мощностью 15 Вт, 1 545 рублей →
• Зарядное устройство Baseus с разъёмом USB Type‑A и двумя USB Type‑C, максимальным током 5 A и мощностью 65 Вт, 3 250 рублей →

Fast Charge и Super Charge

Эти стандарты разработаны компанией Huawei и поддерживаются гаджетами самого бренда, а также моделями компании Honor. Huawei Fast Charge основан на Quick Charge 2.0. Вышедший позднее и актуальный сегодня Super Charge перешёл на Power Delivery и совместим с ним. Стандартом предусмотрена максимальная мощность зарядных устройств в 100 Вт.

MediaTek Pump Express

Стандарт разработан компанией MediaTek и поддерживается устройствами на базе чипсетов MTxxxx, Dimensity, Kompanio и Helio. Pump Express версий 1–2 полностью совместим с Quick Charge 2.0. Третья версия стандарта основана на Power Delivery. Максимальная возможная мощность ЗУ тоже 100 Вт.

Какие зарядки c MediaTek Pump Express купить

• Зарядное устройство Samsung с разъёмом USB Type‑C, максимальным током 3 А и мощностью 25 Вт, 1 207 рублей →
• Зарядное устройство Baseus с разъёмом USB Type‑A и двумя USB Type‑C, максимальным током 5 A и мощностью 65 Вт, 3 794 рубля →
• Зарядное устройство Baseus, с разъёмом USB Type‑A и двумя USB Type‑C, максимальным током 5 A и мощностью 140 Вт, 5 896 рублей →

SuperVOOC, Flash Charge, Warp Charge и Dash Charge

Всё это — протоколы быстрой зарядки бренда OPPO (OnePlus, Realme), основанные на самостоятельно разработанной технологии VOOC. В то время как остальные производители всё чаще переходят на полную поддержку Power Delivery, OPPO решила пойти своим путём.

В стандарте VOOC изначально сделана ставка на высокий ток, а не на напряжение. В некоторых реализациях протокола ток может доходить до 9 А. Разумеется, полноценная работа такой зарядки возможна только с родным кабелем.

Стандарты частично совместимы с Power Delivery и Quick Charge. Максимальная мощность, достигаемая при работе SuperVOOC, — 240 Вт, а в режиме совместимости — всего 20 Вт. Так что при подключении гаджетов к «чужим» кабелям и ЗУ, подпитка может идти в разы медленнее.

Какие зарядки с VOOC купить

• Зарядное устройство OnePlus с разъёмом USB Type‑A, максимальным током 6 А и мощностью 30 Вт, 1 298 рублей →
• Зарядное устройство OPPO с разъёмом USB Type‑A, максимальным током 8 А и мощностью 67 Вт, 2 999 рублей →
• Зарядное устройство OPPO с разъёмом USB Type‑A, максимальным током 8 А и мощностью 80 Вт, 3 360 рублей →

Беспроводная быстрая зарядка

Беспроводное зарядное устройство — штука удобная, но не очень популярная среди производителей гаджетов.

Пользователи привыкли к тому, что современный смартфон можно зарядить буквально за 20 минут. А вот на беспроводном ЗУ телефон по‑прежнему должен лежать часами.

Все дело в мощности. 100‑ваттное проводное зарядное устройство уже не редкость, а большинство беспроводных до сих пор не выдают больше 15–20 Вт. Причина — в низком КПД беспроводных ЗУ — 60–75%. Это означает, что при работе почти половина мощности выделится в виде тепла. Для ЗУ на 15 Вт это не много. А если оно 100‑ваттное?

40 Вт в виде тепла уже вполне хватит, чтобы нагреть аккумулятор лежащего сверху смартфона до температур, несовместимых с его корректной работой. Поэтому распространение беспроводных зарядок застопорилось. Но производители активно пытаются решить проблему.

Да, в продаже уже есть беспроводные зарядки на 50 и 65 Вт, а у Xiaomi даже на 80 и 100 Вт (и все со встроенными кулерами для охлаждения). Но пока такие устройства на полной мощности работают только с определёнными флагманскими смартфонами и адаптерами. Поэтому о какой‑то универсальности и совместимости говорить не приходится.

Какие беспроводные быстрые зарядки купить

• Зарядное устройство Ugreen с максимальным током 2 А и мощностью 15 Вт, 1 775 рублей →
• Зарядное устройство Samsung с максимальным током 2,77 А и мощностью 15 Вт, 3 730 рублей →
• Зарядное устройство Xiaomi с максимальным током 3,25 А и мощностью 55 Вт, 3 285 рублей →

Какие есть мифы о быстрой зарядке и правдивы ли они

У всех из них есть какая‑то основа, которая, возможно, была истиной много лет назад. Но если говорить о технологиях, причём любых, все страшилки рано или поздно превращаются в байки. Вот основные заблуждения о быстрой зарядке.

Быстрая зарядка вредит смартфону

Очень распространённое мнение, возникшие совсем не на пустом месте. То, что высокие токи заряда сокращают ресурс аккумулятора, было известно давно. Литийионные батареи смартфонов не исключение.

При появлении первых стандартов быстрой зарядки энтузиасты из Battery University провели тестирование, показавшее, что при зарядке током в 3С ресурс аккумулятора снижается в два‑три раза.

И этот эксперимент стал настоящим пугалом для всех владельцев смартфонов на долгие годы. Но технологии не стоят на месте. Регламентируемые токи заряда современных литийионных аккумуляторов доходят до 6С. При этом производители обещают снижение ёмкости не более чем на 20% за 300 циклов заряда‑разряда. Это гарантирует минимум два года нормальной эксплуатации смартфона. Если выходит меньше, то это проблема не быстрой зарядки, а самого элемента питания.

Так что можете не беспокоиться. Скорее всего, вы поменяете гаджет раньше, чем у него умрёт аккумулятор из‑за быстрой зарядки.

Нельзя пользоваться неоригинальным ЗУ для быстрой зарядки

Миф идёт из тех времен, когда производители экспериментировали с разными режимами быстрой зарядки. Стандарты были не отработаны, зарядные устройства выдавали самые разные сочетания токов и напряжений. И если со «своим» смартфоном ЗУ работало без нареканий, то при подключении «чужого» могло случиться что угодно. Вплоть до перегрева и выхода из строя как телефона, так и зарядника.

Сегодня технологии быстрой зарядки отработаны, стандарты большей частью совместимы друг с другом. Можно смело подключать смартфон к неоригинальному ЗУ. Если они оба поддерживают один стандарт, зарядка пойдет так же быстро, как с родным адаптером. Если используются разные, но совместимые стандарты, подпитка может пойти медленнее. В самом худшем варианте процесс просто не начнётся, и не более того, хотя и это сегодня большая редкость.

Нельзя держать телефон на быстрой зарядке долгое время

Ещё один старый миф, связанный ещё с временами свинцово‑кислотных аккумуляторов. Подобные элементы питания заряжались без контроля тока и температуры — просто по времени. И если держать гаджет на зарядке дольше, чем полагается, происходил перезаряд, сокращающий ресурс аккумулятора.

Перезаряд вреден для любых аккумуляторов, и для литийионных в том числе. Вот только во всех современных устройствах за процессом зарядки следит отдельный контроллер. Когда заряд приближается к 100%, элемент отключает питающую цепь. Так что в этом случае никакого различия между быстрой зарядкой и обычной нет — обе после полной подпитки перестают работать.