Как делают зарядки на телефон в китае
Сегодня рядовой смартфон щеголяет фантастическими возможностями. Расстраивает лишь одно — аккумулятор, которого едва хватает на день активной работы! В этом посте мы расскажем о том, как и почему эволюционировали источники питания в мобильных телефонах и что представляют собой технологии быстрой зарядки аккумуляторов. А заодно развеем несколько застарелых мифах о «правильном» обращении с батареями.
Привет, Хабр! Мы Anker, и это наш первый, но далеко не последний пост в хабраблоге. Если кто-то ещё не знает, Anker — крупнейший в мире производитель зарядных устройств для мобильной техники для продажи в ритейле, основанный бывшим инженером Google Стивеном Янгом. Однако одними зарядками наше портфолио не ограничивается. Под маркой Anker выпускаются разнообразные USB-кабели и пауэрбанки, наушники и портативные колонки, USB-хабы, док-станции и даже роботы-пылесосы! Причем всё это наши собственные разработки. Мы не занимаемся перемаркировкой чужих продуктов. В штате Anker состоят сотни инженеров, занятых реальными исследованиями, разработкой и испытаниями новых продуктов.
В этом блоге мы будем рассказывать о технологиях через призму нашей специализации, поделимся знаниями и инсайдами от международной команды Anker. Гарантируем, что никакой навязчивой рекламы и маркетинговых заявлений вы здесь не встретите. А прямо сейчас мы совершим маленький экскурс в историю зарядки мобильных телефонов (наша любимая тема). Как заряжались первые мобильники, как работают технологии быстрой зарядки и почему мифы об аккумуляторах давно пора забыть — рассказываем здесь и сейчас.
История батарей для телефонов начинается в далеких 1940-х годах, когда в автомобилях полиции города Сент-Луис, шт. Миссури, появились радиотелефоны. Они питались от автомобильного аккумулятора, одного полного заряда которого хватало примерно на шесть коротких звонков. Заряжался автомобильный аккумулятор от включенного мотора автомобиля. Несколько десятилетий мобильные телефоны оставались дорогим аксессуаром премиальных автомобилей бизнес-класса — электроника той эпохи была настолько требовательна к силе тока, что ни один из компактных аккумуляторов не мог её запитать.
Первый автомобильный радиотелефон 1946 года выпуска. С одной стороны, прогрессивные беспроводные технологии. С другой, дисковой набор номера. Источник: Daderot / Wikipedia
Так продолжалось до 1973 года, когда появился первый по-настоящему портативный сотовый телефон Motorola, получивший впоследствии имя DynaTAC 8000X (вышел в продажу только в 1983 году). Телефон довольствовался никель-кадмиевым аккумулятором из шести ячеек общей ёмкостью 500 мА·ч. Одного заряда хватало на 30-40 минут разговора (в зависимости от силы сигнала с базовой станции).
Зарядное устройство для DynaTAC 8000X имело функцию капельной подзарядки — это питание уже заряженной батареи низкими токами для компенсации её саморазряда, чем очень грешат никель-кадмиевые батареи. На восстановление заряда телефона с нуля требовалось 10 часов. Для самых торопливых бизнесменов Motorola предлагала особую быструю зарядку — док-станцию массой 2 кг, которая могла зарядить аккумулятор DynaTAC 8000X всего за час! При этом телефон почти не нагревался, а батарея не деградировала. Фактически быстрая зарядка телефонов появилась не «вчера», а 37 лет назад.
Первый портативный телефон Motorola DynaTAC 8000X и опциональная 2-килограммовая быстрая зарядка для него. Источник: Redrum0486 / Wikipedia, Redfield-1982 / DeviantArt
Пока в первой половине 1990-х мобильники осваивали новые компактные никель-металлогидридные батареи, на рынке аккумуляторов незаметно произошла настоящая революция: в 1991 году Sony выпустила первую литий-ионную батарею, шедшую в комплекте с пленочной видеокамерой CCD-TR1. Литий-ионные аккумуляторы превосходили предшественников по сроку жизни и энергетической плотности. Помимо этого, в них отсутствовал «эффект памяти», что наконец дало покупателям портативной электроники возможность по-новому заряжать свою технику — не дожидаясь полной разрядки батареи и не заряжая её до конца.
С приходом литий-ионных аккумуляторов время работы телефонов в режиме ожидания возросло до дней и даже недель против одного-двух дней ранее. Эпоха «прожорливых» карманных персональных компьютеров (КПК) и тем более смартфонов ещё не пришла, поэтому подзарядка телефона раз в неделю была обычным делом — необходимости в «быстрой» зарядке просто не было. Но прогресс не стоял на месте, и в конце 1990-х годов в продажу поступили литий-полимерные аккумуляторы. Первым телефоном с литий-полимерной батареей стал легендарный Ericsson T28 1999 года выпуска.
Ericsson T28 впечатлял своей «худобой» — всего 15,2 мм в толщину, что по тем временам было очень мало. Благодарить за это стоило новый литий-полимерный аккумулятор. Источник: Holger.Ellgaard / Wikipedia
Это был не новый тип батарей, а лишь небольшой апгрейд литий-ионных ячеек: жидкий электролит в них заменили на твёрдый или гелеобразный, что увеличило энергетическую плотность. Но повышенная энергоплотность дала возможность делать более тонкие аккумуляторы с прежней ёмкостью. Или более ёмкие в прежних размерах. Ёмкость батарей заметно увеличилась, а вот скорость их зарядки не изменилась. В комплекте со смартфонами чаще всего шли максимально дешёвые ЗУ с выходной мощностью около 5 Вт, которым требовалось до трёх часов на восполнение заряда ёмкого аккумулятора. Даже если пользователи покупали адаптеры с мощностью 10 Вт, контроллер питания смартфонов не всегда соглашался подавать на батарею такую мощность, оставаясь верным безопасному профилю 5 В / 1 А. Необходимость заряжать смартфон в течение мучительно долгих нескольких часов заставила шестерёнки прогресса шевелиться — в начале 2010-х годов производители мобильных устройств активно искали способы быстрой подзарядки аккумуляторов. И таки нашли.
В конце ХХ века на зарядку телефона в среднем уходило полтора-два часа, но мобильные телефоны работали на одном заряде по несколько дней. Смартфон с огромной для начала 2010-х годов ёмкостью батареи 2000 мА·ч мог быть посажен «в ноль» меньше чем за день — спасибо требовательным играм, потоковому видео и быстрому мобильному интернету.
Так называемая «медленная» зарядка через USB по стандарту USB Battery Charging допускает повышение силы тока зарядного устройства до 2 А при напряжении 5 В, но даже два часа на подзарядку большого смартфона — это слишком долго.
Пожалуй, самый знаменитый блок питания для смартфонов — 5-ваттный зарядник из комплекта iPhone. Из-за малой мощности и проистекающей из этого бесполезности ЗУ со временем перешло в разряд «электронного мусора». В итоге Apple убрала его из комплекта iPhone и Apple Watch. Источник: Apple
В 2012 году был принят стандарт USB Power Delivery, который регламентировал передачу через интерфейс USB напряжения до 20 В и токов до 5 А. Правда, для высоких мощностей требуются высококачественные сертифицированные кабели. На основе спецификаций Power Delivery производители чипов принялись разрабатывать собственные решения для быстрой зарядки смартфонов. Раньше всех это удалось сделать телекоммуникационному гиганту Qualcomm, чей протокол Quick Charge 2.0 стал усовершенствованной версией Power Delivery — в отличие от родительского стандарта, Quick Charge 2.0 работал с любыми кабелями и разъемами Micro-USB 2.0.
Принцип работы Quick Charge 2.0 заключался в поэтапной подаче на аккумулятор повышенного вплоть до 12 В напряжения при постоянном токе до тех пор, пока не зарядится примерно половина батареи. После этого напряжение спадает и скорость зарядки уменьшается, что снижает перегрев смартфона и аккумулятора вместе с ним.
Сейчас актуальна уже пятая версия Quick Charge: Qualcomm обещает зарядить смартфон до 50% за 5 минут и до 100% за 15 минут. Всё потому, что Quick Charge 5.0 предусматривает передачу мощности на смартфон вплоть до 100 Вт. Причём без перегрева аккумулятора — смартфон будет разогреваться не выше чем до 40 °C.
Qualcomm Quick Charge — закрытый лицензируемый стандарт. Он поддерживается только системами-на-чипе Qualcomm Snapdragon, на которых, впрочем, построено порядка 40% современных Android-смартфонов. Также Quick Charge должен поддерживаться зарядным устройством. Добавление Quick Charge в блок питания сказывается на его цене совсем незначительно. Блоки питания с этой технологией обязательно помечаются логотипом с молнией, а сам зарядный порт выделяется цветом.
В Anker PowerPort Speed 5 два разъёма поддерживают Qualcomm Quick Charge — они выделены синим цветом и сопровождаются логотипом технологии (на другом боку ЗУ). Источник: Anker
На основе Quick Charge другими компаниями были разработаны как бы собственные, но полностью совместимые технологии быстрой зарядки: Motorola TurboPower, Xiaomi Mi Fast Charging, Samsung Adaptive Fast Charging, Asus BoostMaster и Vivo Dual-Engine Fast Charging. По сути, они ничем не отличаются от Quick Charge кроме имён, и потому прекрасно работают в паре с блоками питания с поддержкой Quick Charge.
В противовес зарядке повышенным напряжением право на жизнь заслужил и другой подход — зарядка аккумуляторов повышенными токами при обычном напряжении в 5 В. По этому пути, например, пошла китайская BBK Electronics, которой принадлежит бренд OPPO. Технология VOOC (Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging) подаёт на смартфон стандартное для USB напряжение 5 В, но с током не менее 4,0 А. Третья версия VOOC принесла поддержку токов до 5,0 А, а четвёртая версия — до 6,0 А. VOOC под другими именами пришла в смартфоны других брендов BBK Electronics: OnePlus Dash Charge, Vivo Super FlashCharge и Realme Dart Charge.
Маленькие зарядные устройства на 5 Вт из комплекта iPhone за ненадобностью часто даже не вынимают из коробки. Anker PowerPort III Nano при схожих размерах заряжает iPhone с максимальной для него мощностью 18 Вт. Источник: Anker
VOOC и её аналоги работают в паре со специальными аккумуляторами, поделенными на секторы. Батарея с поддержкой этой технологии несёт восемь контактных площадок, через которые параллельно ведётся зарядка нескольких секторов одной батареи.
Так как напряжение заряда через VOOC стандартное, телефону нет нужды снижать его для подачи на аккумулятор, а значит контроллер не будет заниматься понижением, выделяя вредное для батареи тепло. То есть с точки зрения здоровья аккумулятора VOOC более безопасна, чем Quick Charge. Ещё одним преимуществом оказалось то, что при использовании смартфона во время зарядки по VOOC он не перегревается. А вот аппараты с Quick Charge до версии 5.0 лучше не использовать во время подзарядки, иначе смартфоны начинают греться и контроллер питания в целях безопасности снижает напряжение и замедляет зарядку.
VOOC выглядел слишком хорошо до тех пор, пока пользователь не узнавал, что для работы технологии необходим специальный кабель с более толстыми жилами для передачи высоких токов и дополнительным сигнальным контактом на коннекторе.
Для работы технологии быстрой зарядки OPPO VOOC и её аналогов необходим вот такой нестандартный кабель. Кабели со штекером USB-C вместо Micro-USB 2.0 тоже несут дополнительный пин. Источник: AliExpress
Как вы понимаете, комплектные зарядные устройства к смартфонам всегда поддерживают одну технологию быстрой зарядки (ну, и её «копии»). Если вы являетесь счастливым обладателем гаджетов от разных компаний, например, Apple iPad Pro с Power Delivery, Samsung GALAXY S9 с Adaptive Fast Charging, то зарядка от одного гаджета будет заряжать другой гаджет в медленном режиме.
Для «зоопарка» устройств от разных брендов полезно купить один универсальный адаптер с несколькими выходами для одновременной зарядки всех гаджетов — такой, чтобы зарядное устройство понимало, с каким стандартом быстрой зарядки работает подключенный гаджет, и начинало зарядку согласно этому стандарту.
А вот вам памятка. В этой таблице собраны спецификации самых популярных технологий быстрой зарядки смартфонов в сравнении со всеми версиями USB. Источник: Anker
Во всех зарядках Anker за это отвечает технология Anker PowerIQ. Например, Anker PowerPort Atom III имеет выходы USB-C и USB-A, каждый из которых отмечен значком PowerIQ 3.0 и PowerIQ 2.0 соответственно. К этим выходам можно подключать смартфоны, планшеты и даже ноутбуки с поддержкой USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge и их аналогами — во всех случаях адаптер выберет максимально допустимый режим питания, будь то 5 В / 2,4 А, 9 В / 2 А или даже 12 В / 1,5 А.
Незаменимым помощником в таком случае может стать Anker Powerport III Nano 20W. Это самое тонкое и лёгкое зарядное устройство в линейке Anker. Новинка подойдёт практически к любому устройству Apple и Android и избавит от необходимости иметь персональное ЗУ для каждого гаджета. Оно оснащено одним единственным портом USB-C, способным выдавать до 20 Вт энергии с использованием стандарта Power Delivery. Инженеры Anker Innovations уместили 20Вт в адаптер размером 2,74 х 3,00 см, что сопоставимо с размером 5 рублевой монеты.
В каждом зарядном устройстве Anker с технологией PowerIQ есть чип, который связывается с подключенным гаджетом и выбирает наиболее эффективный для него протокол питания. Например, PowerIQ 3.0 работает с Power Delivery, Quick Charge и Apple Fast Charging. При подключении смартфона чип PowerIQ отправляет команды, которыми предлагает смартфону по очереди поддерживаемые протоколы питания. Если смартфон отвечаёт, что может работать с Power Delivery или Quick Charge, зарядное устройство Anker передаёт данные о поддерживаемом выходном напряжении и токе. Смартфон выберет из предложенных оптимальный для себя режим питания и отправит команду об этом в зарядное устройство. После этого ЗУ Anker будет регулировать напряжение в соответствии с выбранным профилем, а смартфон — потреблять ток в соответствии с протоколом.
Anker PowerPort Atom III может зарядить хоть смартфон, хоть ноутбук, причём с максимально возможной для них скоростью. На выход USB-C подаётся 45 Вт, а на USB-A 15 Вт, причём одновременно. Источник: Anker
Пользователи смартфонов до сих пор спорят в интернете о вреде быстрой зарядки для аккумуляторов. Одни упирают на то, что любое отклонение от годами проверенного сочетания 5 В / 2 А (10 Вт) вредит батарее, другие приводят результаты исследований, доказывающих, что подача на телефон мощности даже в 30 Вт если и влияет на здоровье аккумулятора, то крайне незначительно. Этот и ещё несколько мифов о зарядке аккумуляторов мы сейчас безжалостно разгромим.
Конечно, высокие токи заряда и разряда не идут батареям на пользу. Но стоит ли опасаться заряжать гаджет таким образом или негативный эффект от этого если и проявится, то ближе к концу жизни самого смартфона? Ежедневная зарядка в самом щадящем режиме (5 В / 1 А) уменьшит ёмкость литий-полимерной батареи примерно на 10-15% за 400 циклов, что соответствует одному-полутора годам использования устройства. По достижению 500 циклов батарею телефона рекомендуется менять, так как по мере старения ёмкость элемента питания падает не линейно, а по экспоненте.
Влияние быстрой зарядки на износ аккумулятора было проверено специалистами SLAC National Accelerator Laboratory (лаборатория при Стэнфордском университете) еще в 2014 году. Результаты исследования показали, что состояние анода и катода не меняется в зависимости от скорости зарядки аккумулятора. В 2020 году сотрудники сайта DDay.it устроили стресс-тест для смартфона OPPO Find X2 Pro с технологией VOOC. В течение полутора месяцев телефон заряжали адаптером мощностью 65 Вт, за время испытания аккумулятор пережил 248 циклов. Для быстрой разрядки в телефоне создавали искусственную предельную нагрузку, от которой устройство нагревалось до вредных 44 °C. В конце эксперимента батарея потеряла порядка 15% ёмкости, хотя изначально предполагалось, что деградация составит до 35%. Если бы не высокие нагрузки и опасная для аккумулятора температура, падение ёмкости было бы ещё меньше.
Удивительно, что даже в 2020 году среди неопытных пользователей смартфонов гуляют застарелые мифы о «правильной» зарядке. Например, некоторые до сих пор после покупки телефона проводят «раскачку» батареи, несколько раз заряжая устройство до конца и разряжая его до нуля, как это рекомендовалось в начале 1990-х для никель-металлогидридных ячеек. Это якобы помогает задействовать всю ёмкость нового аккумулятора, и если этого не сделать, то смартфон, мол, будет разряжаться раньше, чем должен. Кто-то также называет этот процесс «калибровкой контроллера питания».
На самом деле литий-ионным батареям не нужна никакая «тренировка» перед началом использования устройства, несколько циклов полной зарядки и разрядки вообще никак не повлияют на ёмкость батареи и ни на минуту не увеличат возможное время автономной работы. Контроллер прекрасно знает, с какой ёмкостью ему предстоит работать, да к тому же иногда сам, без участия пользователя, проводит калибровку по мере деградации батареи.
Вырезка из инструкции к Motorola StarTAC. В ней ясно прописано, что никель-металлогидридную батарею перед началом использования надо «раскачать». Телефон также комплектовался литий-ионными батареями, но об их «раскачке» в инструкции ни слова
Легенда о важности «раскачки» аккумуляторов до сих пор питает миф об эффекте памяти. Сам по себе эффект памяти, когда ёмкость элемента теряется из-за частых подзарядок не до конца разряженной батареи, действительно существует. Вот только и ранние литий-ионные, и современные литий-полимерные элементы питания этим эффектом практически не обладают (его проявление ничтожно мало). Эффекту памяти подвержены устаревшие никель-кадмиевые и в меньшей степени никель-металлогидридные аккумуляторы, которые не используются в гаджетах с конца 1990-х годов.
Эффект памяти проявляется из-за укрупнения кристаллов рабочего вещества никель-кадмиевого аккумулятора. Чем крупнее кристаллы, тем меньше общая площадь поверхности. Чем меньше площадь, тем меньше ёмкость батареи. В литий-ионных аккумуляторах укрупнения кристаллов не происходит. На схематичном изображении показаны слева здоровый электрод, а справа электрод с выросшими кристаллами. Источник: Anker
Третий миф гласит, что смартфоны нельзя оставлять подключенными к зарядному устройству надолго, например, на ночь — будто бы батарея перезаряжается сверх меры, отчего теряет ёмкость и даже может загореться. В принципе, в начале 1990-х такое мнение ещё имело право на жизнь, но сейчас, в эпоху литий-ионных батарей с контроллерами нет вообще никакой разницы, как долго вы держите смартфон подключенным к розетке. Затем и придуман контроллер питания, чтобы не допускать перезаряда. Когда аккумулятор заряжен, контроллер видит это и переходит в режим сбережения заряда, снижая потребляемый ток до околонулевых значений.
Ёмкость аккумуляторов мобильных телефонов за четверть века выросла в прямом смысле на порядок, как выросли и «аппетиты» гаджетов. Прогресс в области элементов питания движется не так быстро, как в области графических процессоров или памяти, однако нынешние литий-полимерные аккумуляторы — это настоящее чудо, требующее лишь качественного питания.
Чтобы раскрыть потенциал батареи полностью, наслаждаться безопасной и быстрой зарядкой, следует подобрать хорошее зарядное устройство — комплектные адаптеры смартфонов из экономии чаще всего отвечают только минимальным требованиям для зарядки. Вдвойне разумно завести дома многопортовый универсальный зарядный блок, работающий с несколькими протоколами быстрой зарядки и имеющий выходы USB-A и USB-C для самой современной и устаревающей техники.
Константин, это еще щадно.
показать настоящий ад или пожалеть твою неокрепшую психику?
Кирилл, да я в живую всё это видел)
Тут просто из-за их не торопливости какая то тоска появляется
У китайцев задорнее все это дело
А чем напугать то хотел?
Начать сегодняшний материал хотел бы с перефразированного рекламного слогана: «Не все зарядные устройства одинаково полезны».
Как вы поняли, сегодня я хотел бы поговорить с вами про зарядные устройства и их использование для зарядки цифровой техники.
Учитывая особенности моего хобби (ремонт телефонов), часто приходится менять аккумуляторы в телефонах и планшетах знакомых и друзей. Основная жалоба – вдруг перестал держать заряд, или со временем перестал заряжаться. Бывают случаи и похуже, как у недавнего моего пациента, которому вспухшая батарея выдавила дисплейный модуль, сломав его.
От чего же умирают батареи?
Основных причин три.
- Нарушение правил эксплуатации, таких как эксплуатация в условиях экстремальных температур, влажности, вибрации, давления.
- Брак, допущенный при производстве батареи (сюда же можно отнести использование неоригинальных батарей сомнительного качества).
- Использование зарядного устройства низкого качества, либо неподходящих параметров.
Помните такие зарядники с красным или белым светодиодом сверху? Они загубили не одну сотню батарей.
Давайте подробно остановимся на третьем пункте. Но, прежде чем рассуждать на эту тему, необходимо вспомнить, какими же бывают зарядные устройства, и какими параметрами они обладают.
Существует огромное количество разнообразной техники, нуждающейся в зарядных устройствах. Сегодня я хотел бы остановиться на зарядных устройствах для смартфонов и планшетов.
У современных зарядных устройств есть два основных параметра, на которые стоит ориентироваться. Это напряжение, которое у большинства ЗУ составляет примерно 5,3V (вольт), и сила тока, которая может существенно отличаться, начиная от 0.1A и вплоть до 3A (ампер).
Среди наиболее часто встречающихся значений можно выделить несколько – 0.5А, 0.85A, 1А, 1.5А, 2А.
USB 2.0 в компьютере способен выдать ток не более 0,5 ампера, или не более 0,9 ампера (USB 3.0).
Чем больше второе значение, которое для простоты принято называть «силой тока», тем быстрее зарядится аккумулятор вашего устройства.
Обычно, чем больше емкость аккумулятора, тем больше ампер нужно для его зарядки. Некоторые батареи большой емкости бывают настроены таким образом, что не будут заряжаться от зарядного устройства маленькой мощности. Поэтому не стоит заряжать планшет с батареей большой емкости от разъема USB 2.0. Устройство либо будет заряжаться очень и очень долго, либо вообще откажется брать заряд.
Если сильно упростить, то трансформаторные ЗУ, это тяжелые и довольно крупные зарядные устройства (из-за массивного трансформатора), понижающие напряжение и выпрямляющие ток, делая его постоянным.
Импульсные зарядники легче и меньше трансформаторных. Импульсные зарядные устройства наиболее распространены на данный момент. Не в последнюю очередь это связано с их массогабаритными характеристиками. В отличие от трансформаторных, импульсные ЗУ работают за счет высокочастотного преобразователя напряжения (инвертора), и заряжают АКБ серией высокочастотных импульсов электрического тока.
И у тех и у других есть как плюсы, так и минусы.
Трансформаторные ЗУ заряжают АКБ медленнее, но качественнее. Импульсные быстрее и не так качественно. Электротехники будут на меня ругаться, но я скажу, что в случае с трансформаторными ЗУ, заряд получается плотнее, и батареи хватает на большее время (проверено на большинстве своих телефонов).
Существует мнение, что зарядка сверхмалыми токами с помощью трансформаторных зарядников вредит литию. Однако это утверждение было опровергнуто исследованиями, говорящими, что тот урон, который наносит зарядное устройство литию, настолько не значителен, что им можно пренебречь.
При этом, трансформаторные ЗУ более требовательны к качеству электросетей и стабильности напряжения в сети. Импульсные менее требовательны к качеству этих самых сетей и имеют лучшую защиту от перепадов напряжения.
И еще раз повторим, что импульсные зарядные устройства намного легче и компактнее трансформаторных, что, скорее всего и предопределило их доминирование.
Как это всё влияет на ваш телефон?
И трансформаторные и импульсные зарядные устройства заряжают аккумулятор вашего устройства примерно одинаково и в случае качественного исполнения, не должны повредить батарею устройства.
Кроме этого, внутри батареи современных устройств, стоит дополнительная защита в виде контроллера, не позволяющего батарее получить больше заряда, чем положено.
Однако, если бы дело было только в значениях этих двух параметров, то проблем бы не было.
Гораздо опаснее то, что неизвестные китайские фабрики, собирающие зарядные устройства «на коленке», зачастую используют дешевые компоненты крайне низкого качества, что приводит не только к нарушению выходных номинальных значений, но и к их плавающим значениям, когда в процессе зарядки напряжение и ток скачкообразно изменяются в непредсказуемых пределах.
И если при производстве трансформаторных зарядных устройств напортачить сложнее, то в импульсных, есть, где вволю разгуляться злому китайскому гению.
В большинстве случаев, контроллер в батарее телефона или планшета справляется с подобным насилием, и мы не замечаем этого. Однако так бывает не всегда.
Бывают и другие причины гибели аккумулятора, одной из которых является использование кабеля сомнительного качества.
Да, кабель, тот самый, который идет от блока зарядного устройства к телефону, тоже очень важен. Некачественная пайка контактов. Несоблюдение схемы соединения контактов. Перепутанная полярность. Некачественный разъем. Все эти беды могут поджидать ваш телефон при использовании некачественного кабеля.
Как этого избежать?
Ответ до безобразия прост – избегать покупки зарядных устройств сомнительного качества в непроверенных местах. Не может зарядник за 50 рублей работать так же, как и зарядник за 350-500 рублей.
Среди людей приносивших мне электронику на ремонт с проблемой – не работает аккумулятор, большинство использовали дешевые noname-зарядные устройства, купленные по принципу «лишь бы подешевле». Часто приходится объяснять человеку, что пользоваться такими зарядными устройствами не только вредно, но и опасно. Некоторые верят и делают выводы, другие же скептически относятся к этой информации и продолжают рисковать.
Но, кроме зарядных устройств низкого качества, у батарей современных гаджетов есть еще два врага – «постоянно на зарядке» и «полностью разряжен».
Лидером в первом случае является автомобильный зарядник. Чаще всего, телефон или планшет, находящийся в автомобиле, 100% времени находится «на зарядке». У аккумуляторной батареи есть такой параметр, как количество циклов, на протяжении которых батарея будет оставаться работоспособной. Постоянно подключенная к зарядному устройству, она находится в экстремальном режиме.
Большинство зарядных устройств при достижении батареей 100% заряда, отключают подачу энергии на батарею, продолжая замерять напряжение на АКБ. Как только напряжение падает ниже значений характерных для стопроцентного заряда, зарядник вновь начинает зарядку батареи до ста процентов. И так происходит в большинстве случаев. Прибавьте к этому китайский зарядник за 50 руб, и станет понятно, в каких экстремальных условиях приходится существовать такому аккумулятору.
Во втором случае, устройство используется по принципу «пока не выключится». Отчасти это бывает связано с предыдущим опытом использования никель-металл-гидридных аккумуляторов, которые обладали эффектом памяти, и которые рекомендовалось разряжать «в ноль» перед следующей зарядкой. Литий не любит глубокого разряда. Глубокий разряд литиевой батареи приводит к ее деградации.
Поэтому, к рекомендациям использовать качественные зарядные устройства и кабели, смело можно прибавить еще и рекомендацию не оставлять телефон или планшет на зарядке слишком надолго и не допускать полного разряда.
Из основных рекомендаций, которые можно вывести из всего вышесказанного, можно выделить несколько ключевых.
- Использовать зарядные устройства и кабели от производителей, зарекомендовавших себя на рынке с положительной стороны, а в идеале, только оригинальное зарядное устройство.
- Не держать устройство «на проводе». Заряжать до полного заряда, а затем отключать от зарядного устройства.
- Не давать аккумулятору разряжаться «в ноль», так как литий очень не любит глубокого разряда.
- Если чаще всего вы заряжаете устройство оставляя его на проводе на всю ночь, имеет смысл использовать для этих целей зарядное устройство с маленьким значением силы тока (0,5A – 0,3А).
- По возможности использовать трансформаторное зарядное устройство.
Да, последний пункт не однозначен, и может вызвать споры, но в качестве защиты такой точки зрения могу сказать, что за все время использования всех своих телефонов, коих было более пятидесяти. Ни у одного не вспухла батарея, хотя практически все они часто заряжались трансформаторным зарядным устройством маленькой мощности.
В ноябре холдинговая компания SoftBank заявила, что будет использовать базовые станции 5G для зарядки гаджетов. Порядка 200 тысяч сотовых вышек и передатчиков в Японии получат дополнительную функцию, которая может существенно упростить зарядку смартфонов и носимых устройств. SoftBank предложит пользователям заряжать свои гаджеты при близком контакте с базовой станции — беспроводным способом мощностью до одного милливатта на расстоянии до 10 метров. В будущем специалисты намерены увеличить необходимое для зарядки устройства расстояние до ста метров. Японская корпорация планирует запустить коммерческую эксплуатацию технологии к 2025 году.
Технически инициатива SoftBank вполне осуществима. Технология 5G — как и другие форматы связи — основана на передаче энергии. Однако если 3G и 4G работают на частотах от 1 до 6 гигагерц, то новый стандарт связи ближе к диапазону между 24 и 90 гигагерцами. Так, 5G-связь обеспечивает более высокую скорость передачи данных, но сильно зависит от физических препятствий и менее эффективно работает на больших расстояниях.
Существующие способы беспроводной зарядки гаджетов являются компромиссными — для передачи энергии так или иначе необходим контакт девайса с зарядным устройством. Например, чрезвычайно распространенный сейчас стандарт Qi требует, чтобы от индукционной катушки телефона до зарядной пластины с передатчиком было расстояние не более четырех сантиметров. Представленный Xiaomi в январе 2021 года прототип зарядного устройства Mi Air Charge не связан с 5G, но позволяет зарядить смартфон на расстоянии в несколько метров.
В начале 2021 года ученые Технологического института Джорджии описали способ передачи энергии посредством 5G. Ведущий автор исследования проекта ATHENA Манос Тенцерис предлагает использовать для сбора электроэнергии линзу Ротмана — устройство, которое собирает «луч» от базовой станции и направляет его непосредственно в гаджет. Это позволяет эффективно собирать энергию на частоте 28 гигагерц и расстоянии до 180 метров. Угол приема сигнала ограничивается 120 градусами, из-за чего смартфон или другой гаджет должен быть направлен на базовую станцию.
На выставке CES-2020 американский стартап Guru представил прототип одноименного зарядного устройства, которое принимает энергию от вышек 5G и отдает ее конкретному аппарату. Представленное изобретение фактически является стационарным, однако не требует подключения к электросети. По словам создателей устройства, Guru эффективно работает на расстоянии нескольких метров от сотовой станции. Телефон или смарт-часы с помощью такого аксессуара заряжаются быстрее, чем по беспроводному стандарту, однако медленнее, чем при подключении к розетке.
Устройство проекта ATHENA
Как беспроводная зарядка через 5G изменит нашу жизнь Основные проблемы 5G-зарядки — совместимость и базовые станцииТак как над технологией полностью беспроводной зарядки работают несколько компаний и стартапов, в будущем может возникнуть вопрос совместимости оборудования. Например, в представленном Xiaomi стандарте Mi Air Charge для приема сигнала необходимо наличие двух антенных блоков, расположенных на смартфоне. Специалисты исследовательской группы ATHENA предлагают размещать на гаджете высокотехнологичный стикер. Все описанные технологии требуют наличие приемника, который либо устанавливается пользователем, либо — непосредственно при производстве устройства. Соответственно в ближайшие годы могут появиться несколько стандартов 5G-зарядки, работающих только с определенным оборудованием. Похожая ситуация наблюдается в сегментах проводной зарядки для смартфонов и устройств интернета вещей.
Для эффективного применения технологии зарядки по воздуху требуется наличие большого количества базовых станций. Сотовые вышки и передатчики нужно размещать буквально через каждый квартал или даже чаще. Это связано с тем, что волны 5G более короткие по длине — связь на большом расстоянии теряется, как и при прохождении сквозь стены и другие физические преграды. Однако в случае модернизации существующей сетевой инфраструктуры — что необходимо при развертывании стандарта пятого поколения — данная проблема будет решена. По крайней мере в крупных городах.
Читайте также: