Почему беспроводная зарядка медленно заряжает телефон
В 1820 году Андре-Мари Ампер доказал André Marie Ampère , что электрический ток создаёт магнитное поле, а в 1831-м Майкл Фарадей открыл Faraday discovers electromagnetic induction, August 29, 1831 закон индукции, который стал основой работы современных беспроводных зарядок.
В 1888 году Генрих Герц подтвердил Heinrich Hertz Produces And Detects Radio Waves In 1888 существование электромагнитного поля. Его исследования помогли Николе Тесле впервые передать энергию на расстояние. Это случилось World’s Columbian Exposition in Chicago 1893 в 1893 году на всемирной выставке в Чикаго.
До конца XX века с передачей энергии на расстояние разными способами экспериментировали многие учёные. Исследования продолжаются до сих пор.
Массовый интерес к беспроводной зарядке зародился только после бума мобильных устройств уже в XXI веке.
Сегодня этим вопросом занимаются организации Wireless Power Consortium и AirFuel Alliance.
Какие есть стандарты беспроводной зарядки
Чтобы зарядить смартфон без проводов, используется пара катушек: одна в зарядной станции, которая подключена к питанию, другая в устройстве.
Когда на первой катушке появляется ток, вокруг неё образуется магнитное поле, которое передаёт его на вторую.
Магнитное поле появляется из-за использования переменного тока высокой частоты. Он преобразовывается в постоянный, когда передаётся на устройство.
В зависимости от частоты тока в работу включаются магнитная индукция или магнитный резонанс.
Магнитно-индукционные станции
Они передают энергию на расстояние около 10 мм и используют для этого частоту переменного тока 100–357 кГц. Чтобы зарядить смартфон с помощью такой станции, он должен поддерживать конкретный диапазон её частот.
Магнитное поле не проходит через металл, поэтому беспроводная зарядка возможна только на смартфонах, задняя панель которых сделана из стекла или пластика. При этом даже толстый защитный чехол может помешать процессу зарядки.
По принципу магнитной индукции работают беспроводные зарядки Qi и PMA.
Разработкой стандарта Qi с 2008 года занимается организация Wireless Power Consortium (WPC), в которую входят производители зарядок из Америки, Европы и Азии. Его спецификации находятся в общем доступе Qi wireless power specification .
Этот стандарт беспроводной зарядки используют в iPhone 8 и более новых смартфонах Apple, а также во всех устройствах Samsung линейки Galaxy S последних пяти лет.
С ним также работают компании Xiaomi, Huawei, LG, Sony, Asus, Motorola, Nokia, HTC.
Разработкой стандарта PMA с 2012 года по 2015-й занималась организация Power Matters Alliance (PMA).
Он в большей мере распространён в США. Там его продвигали AT&T removed Qi wireless charging in the Lumia 1520 to make room for PMA сотовый оператор AT&T и сеть кофеен Starbucks.
Сегодня Power Matters Alliance в составе AirFuel Alliance занимается развитием альтернативного типа беспроводной зарядки AirFuel. Но вместе с Qi этот стандарт до сих пор поддерживают смартфоны Samsung, включая последние флагманы Galaxy S10, S10+ и S10e.
Магнитно-резонансные станции
В отличие от станций, работающих на магнитной индукции, в них применяется увеличенная вплоть до 6,78 МГц частота тока. Это позволяет расширить радиус зарядки до 40–50 мм.
В таких беспроводных зарядках также используется набор из двух катушек. Но они могут не находиться друг напротив друга, поэтому зарядные устройства необязательно должны быть выполнены в виде подставок или ковриков.
По принципу магнитного резонанса работают беспроводные зарядки стандартов Rezence и AirFuel.
Rezence
Разработкой Rezence с 2012 года по 2015-й занималась организация Alliance for Wireless Power (A4WP).
За счёт увеличения расстояния зарядки стандарт позиционировали как более удобную альтернативу Qi и PMA. Сейчас A4WP входит в состав AirFuel Alliance и работает над стандартом AirFuel.
Rezence продвигали производители комплектующих Broadcom, Gill Electronics, Integrated Device Technology (IDT), Intel, Qualcomm, Samsung Electronics, Samsung Electro-Mechanics, а также WiTricity.
AirFuel
Этот тип беспроводной зарядки ещё не вышел в массовое производство. Потенциал его распространения пока неясен, но компания Huawei планирует Huawei puts on a resonant wireless charging AirFuel комплектовать им все свои смартфоны.
Разработкой стандарта AirFuel, который станет продолжением Rezence, с 2015 года занимается организация AirFuel Alliance.
В теории AirFuel можно спрятать даже под стол или другую поверхность. Через неё станции смогут одновременно работать с несколькими устройствами: смартфонами, наушниками, ноутбуками.
Что нужно знать о мощности беспроводных зарядок
Беспроводные зарядки отличаются по входной и выходной мощности: обычно она варьируется от 5 до 20 Вт.
Её уровень указывают на корпусе устройства, на коробке, на официальном сайте производителя. Его также можно узнать из обзоров.
Некоторые компании вместо мощности в ваттах указывают напряжение в вольтах и силу тока в амперах. По их значениям также можно узнать, насколько быстро можно зарядить устройство.
Мощность зарядки в ваттах = напряжение в вольтах × силу тока в амперах.
Беспроводные зарядки могут поставляться без блока питания. Их входную мощность нужно знать, чтобы определить, какой подойдёт для их полноценной работы. Мощность стандартного блока питания iPhone — 5 Вт, iPad — 12 Вт, Galaxy S10 — 25 Вт.
Если входной мощности достаточно, устройство должно выдавать максимальную выходную. Зарядка ZMI WTX10 Wireless Charger выдаёт 18 Вт, двойной док Samsung EP-P5200 — 10 Вт, рекомендованная Belkin Boost Up Special Edition Apple зарядка Belkin Boost Up Special Edition — 7,5 Вт.
При этом нужно понимать, с какой мощностью беспроводной зарядки работает ваш смартфон. iPhone 8, 8 Plus и X на iOS 12 поддерживают 7,5 Вт, iPhone XS, XR и XS Max, Galaxy S10 — 10 Вт.
Чтобы определить примерную скорость зарядки в часах от 0 до 100%, ещё нужно знать ёмкость аккумулятора смартфона в ватт-часах и учитывать коэффициент полезного действия (КПД) беспроводной зарядки — обычно 75–90%.
Скорость зарядки в часах = ёмкость аккумулятора в ватт-часах / выходную мощность зарядки (или смартфона, если она меньше) в ваттах / КПД в % × 100%.
Чтобы зарядить аккумулятор iPhone XS Max на 12,08 Вт∙ч с помощью ZMI WTX10 Wireless Charger, уйдёт не меньше 1⅓–1⅔ часа. При этом к сети её можно подключить стандартным блоком питания.
Что нужно знать, используя беспроводную зарядку
Как установить смартфон на зарядную станцию
Положите смартфон в центр беспроводной зарядки или на место, предусмотренное производителем.
Убедитесь, что зарядка началась. Если этого не случилось, ваш смартфон не поддерживает такой способ передачи энергии или вы используете слишком толстый чехол.
Как избежать перегрева во время беспроводной зарядки
Во время беспроводной зарядки смартфон нагревается больше обычного. Чтобы избежать перегрева, он может временно отключить передачу энергии, когда заряд аккумулятора достигнет 80%.
Не используйте громоздкие чехлы, которые мешают естественному теплообмену. И не кладите на устройство, которое заряжается, посторонние предметы. Опасно накрывать его тканью, которая ограничит циркуляцию воздуха.
Как долго смартфон может находиться на беспроводной зарядке
Смартфон может находиться на беспроводной зарядке всю ночь напролёт. Когда заряд его аккумулятора достигнет 100%, передача энергии прекратится.
Главное, используйте качественные зарядку, кабель и блок питания, чтобы избежать короткого замыкания.
Стоит ли покупать беспроводную зарядку сегодня
Беспроводная зарядка станет хорошим подарком для коллеги или делового партнёра, она займёт достойное место на рабочем столе дома или в офисе.
Но до покупки беспроводной зарядки нужно обязательно взвесить её преимущества и недостатки.
Преимущества
- Можно просто положить смартфон на зарядное устройство, и он тут же начнёт восполнять энергию.
- Не нужно искать кабель с подходящим коннектором (Lightning, microUSB, USB-C).
- Уменьшается износ кабелей питания, портов и коннекторов.
Недостатки
- Беспроводная зарядка работает медленнее проводной из-за меньшего КПД.
- Зарядная станция редко идёт в комплекте, обычно её приходится докупать отдельно.
- Нельзя полноценно использовать смартфон во время зарядки.
- Если случайно сместить смартфон, лежащий на станции, зарядка может прекратиться.
- Толстые защитные чехлы и чехлы с металлическими частями могут мешать работе беспроводной зарядки.
- Беспроводную зарядку не всегда удобно брать с собой.
У беспроводной зарядки сегодня больше минусов, чем плюсов. Пока она находится на начальном этапе развития, поэтому нужно чётко понимать, где и когда её уместно использовать.
Беспроводное зарядное устройство удобно на рабочем столе. Можно поставить его на прикроватную тумбу и класть на него смартфон перед сном. Но совсем неудобно брать такую зарядку в путешествие и использовать на ходу.
С развитием стандартов Qi и AirFuel беспроводные зарядки будут использоваться повсеместно. Но для этого производителям предстоит расширить радиус действия, увеличить скорость зарядки и разобраться с остальными недостатками.
Идея беспроводной передачи электричества пришла в голову учёным ещё в конце позапрошлого столетия. Страшно представить, какие перспективы открывала новая технология перед человечеством.
Со дня великого открытия Николы Теслы прошло уже 125 лет, а «воз и ныне там». Вернее, какие-то шаги навстречу беспроводному будущему уже сделаны, но по своей сути они жалки и беспомощны.
Беспроводной стандарт зарядки Qi появился и в iPhone X, и в iPhone 8/8 Plus. Samsung применила аналогичный за несколько лет ДО. Свои Qi-решения есть у LG, ZTE, Nokia и доброй пригоршни китайцев.
1. Они очень медленные
Разумеется, всё вышеописанное имеет ряд условностей. Мощность — одна из них.
Если перевернуть современную беспроводную зарядку и посмотреть на значения выходного вольтажа и ампеража, получите мощность в 5 – 10 Ватт. У самых мощных зарядок для смартфонов это значение достигает 20 Ватт.
Но это не те самые ватты, что написаны на традиционном «проводном» блоке питания. В реальности беспроводная зарядка имеет существенно меньший КПД.
- КПД проводной зарядки составляет 95 – 98%
- КПД беспроводной зарядки — менее 80%
То есть разница в скорости зарядки, в лучшем случае, отличается на 20%. В реальности же беспроводные Qi-зарядки пополняют ёмкость аккумулятора в два, а то и в три раза медленнее.
2. Их не могут сделать мощными
Вернее, чисто технически это возможно. Никто не мешает производителям выпустить зарядное устройство мощность 100, 200 или 800 Ватт, как в микроволновой печи. Вот только влияние той самой микроволновки на всё органическое, пожалуй, вы знаете.
Да, частотный диапазон у этих излучений разнИтся, но, при повышении мощности беспроводных зарядок в 10 – 15 раз, для зарядки смартфона вам придётся класть его в специальный бокс или удаляться из комнаты подальше.
Ускорить процесс подзарядки сложно сразу по нескольким причинам:
Самое печальное, что даже на официальном сайте Apple есть приписка: во время беспроводной зарядки iPhone может немного нагреваться. Это при мощности в 5 Вт. Сами понимаете, что будет с девайсом при использовании большей мощности.
3. Они не экономят время
«Без проводов удобнее и быстрее», — серьезно?
Сколько времени вы тратите на подключение Lightning-шнурка к iPhone? Думаю, секунды две.
С беспроводной зарядкой на это уходит одна секунда. Окей, с помощью стандарта Qi я экономлю, максимум, 2 секунды на установке смартфона на зарядку, но при этом трачу десятки минут из-за их низкого КПД.
Где, простите, логика?
4. Qi-зарядки жутко непрактичны
Ах да, зарядку можно подключить к магнитному креплению. Конечно можно, но только не нужно забывать, что в iPhone есть несколько элементов, которые не слишком терпимы к постоянному намагничиванию. Например, компас и система оптической стабилизации камеры.
5. У них нет нормальной инфраструктуры
Вроде и есть технология, а вот применение её весьма спорно.
Если вам приходится часто проводить время в зале ожидания аэропорта или вокзала, проводить сутки в автобусах или ночевать в гостиницах, вы прекрасно знаете — беспроводных зарядок там нет. А если они и попадаются, то крайне редко.
В результате, всё удобство вновь сводится к использованию USB-шнурка и поиску свободного USB-порта.
6. В перспективе они крайне невыгодны малому бизнесу
Допустим, в недалёком будущем производители зарядок произведут революцию и выпустят Qi-зарядку с мощностью в 60 Ватт без недостатков.
Предположим, что вы — владелец уютного кафе и не отстаёте от технологических тенденций. Заботясь о посетителях, вы закупили сотню дорогостоящих зарядок и разместили по парочке у каждого столика.
Предположим, в самые «рыбные» дни в полностью заполненном кафе сидит около сотни человек. Каждый второй решил подзарядить смартфон. Люди в восторге, а вы покорно платите за три дополнительных киловатта потреблённой энергии.
Это лишь наглядный пример, который можно масштабировать до бесконечности.
Qi – это просто выгодный маркетинг, не более!
Если трезво взглянуть на ситуацию, которая обстоит с беспроводными зарядками и уровнем развития данной технологии в 2018 году, начинаешь понимать — можно спокойно жить и без Qi.
Но даже если вы ни разу не пользовались Qi и не планируете, Apple уже содрала с вас денег «на перспективу».
Стоимость установленного в iPhone X, 8 Plus и iPhone 8 чипа, отвечающего за беспроводную зарядку, составляет 8,5 долларов. Чип маркируется как BCM59355A2IUB3G, и производит его компания Broadcom.
Учитывая, что себестоимость устройства после выхода на рынок в конечном счёте была поднята в три раза, за тот самый модуль вы платите около $25,5. Это при официальных ценах в США.
При покупке смартфона в России за беспроводную зарядку в базовом iPhone X переплата составит почти 2 000 рублей.
В случае с iPhone 8 и 8 Plus всё еще немного хуже. Подсчет очень грубый, но имеет много общего с реальностью.
А теперь скажите, сильно ли Apple заинтересована в поддержке унылой технологии Qi, если собственную зарядную станцию AirPower не может выпустить уже более полугода?
Думаю, ответ очевиден.
Пожалуй, вместо бесполезного Qi инженеры Apple лучше бы позаботились о другом. Например, подумали об аккумуляторе повышенной ёмкости и поддержке технологии быстрой зарядки. Заодно положили бы в комплект более мощный блок питания.
И тогда бы каждый владелец iPhone ранним утром снимал свой смартфон с зарядки и до поздней ночи даже не думал о необходимости подзарядить девайс ни проводным, ни беспроводным способом. Но это была бы «другая Apple». В погоне за капитализацией слоган компании "Think Different" приобретает немного другие краски.
(183 голосов, общий рейтинг: 3.96 из 5)
На Хабре есть немало статей о беспроводной зарядке смартфонов, и в комментариях к каждой из них, нет-нет, да и проскользнет наивный вопрос, который местные старожилы мгновенно заминусуют, отправив комментатора учить матчасть. Мы как, не побоимся этого слова, крупнейший производитель зарядных устройств для смартфонов с удовольствием проведем ликбез по беспроводным зарядкам, ответим на вопросы и развеем пару мифов. И начнем, пожалуй, с вопроса, от которого большинство хабровчан начинают скрежетать зубами.
Шапочка из фольги и свинцовые трусы компенсируют все негативные… извините, шутка. Уверения о некоем опасном излучении беспроводных зарядок можно воспринимать только со снисходительной улыбкой. Как говорится, не учите физику, и ваша жизнь будет полна чудес (и/или необоснованных страхов). Если на расстоянии двух сантиметров над поверхностью станции телефон перестает заряжаться и даже распознавать беспроводную зарядку, то откуда взяться излучению, которое будет «бить» на метры вокруг, выжигая мозг и репродуктивную систему?
Каждую секунду вас пронзают радиоволны сотовой связи, Wi-Fi, Bluetooth, ТВ и радиовещания и множество других сигналов в самых разных диапазонах, вы подвергаетесь воздействию электромагнитного поля от компьютера, любого электроприбора и даже электропроводки в стенах, а уж как «фонит» работающая микроволновка! И всё это не оказывает ровным счетом никакого влияния на вас, потому что это не ионизирующее излучение (то есть, не радиация).
Изучением влияния неионизирующего излучения на человека ученые занимаются десятки лет, и за это время было не раз доказано, что реальную опасность для людей представляют только долговременные тесные объятия с мощными неэкранированными излучателями, вроде военного радара, базовой станции сотовой связи, направленной точно на вас на расстоянии в пару метров или микроволновки без двери. И вред будет заключаться в разогреве молекул воды в клетках и денатурации белков.
Единственная рекомендация, которая хоть как-то затрагивает беспроводные зарядки для смартфонов, — не подносить работающую зарядку к кардиостимулятору. По инструкции медицинским устройствам вообще противопоказано любое постороннее мощное излучение. При этом нет никаких доказательств или случаев влияния Qi-зарядки на кардиостимулятор. Более того, уже разработана беспроводная зарядка для самих кардиостимуляторов.
Человеку беспроводная зарядка не может навредить никоим образом. А вот себе самой — вполне, если между телефоном и станцией оставить металлический предмет (как монета на фото). Электромагнитная индукция — дело такое.
Фото: Wireless Power Consortium
Однако если задаться такой целью, с помощью беспроводной зарядки действительно можно нанести вред смартфону. Дело в том, что хоть Qi-станции могут обнаруживать посторонние металлические предметы, попавшие между двумя катушками, некоторые тонкие предметы, вроде скрепок или декоративных вставок на чехле, могут остаться незамеченными. Оказавшись над передающей индукционной катушкой, металл неизбежно начнёт нагреваться. Нескольких минут хватит, чтобы та же скрепка раскалилась и начала плавить пластик.
КПД проводной зарядки составляет около 97%, то есть потерь энергии практически нет. А вот КПД беспроводных зарядок колеблется на уровне 60–75%. В теории, в сферических условиях в вакууме, так сказать. В реальности на КПД зарядки стандарта Qi влияет положение телефона на зарядной станции (то есть положение индукционных катушек друг относительно друга), их характеристики и размеры.
В этом году технологические новостные сайты наперебой репостили «исследование» энтузиаста, сравнившего скорость и энергопотребление проводной и беспроводных зарядок. Закономерно, результаты оказались не в пользу последних, причем КПД индукционной зарядки варьировался от станции к станции и особенно сильно зависел от положения смартфона на них. Если за 100% взять эффективность проводной зарядки, то КПД Qi варьировался от 20% до 53%, а самый лучший результат показала оригинальная Google Pixel Stand — 61%. Правда, исследование было посвящено не скорости или тепловыделению беспроводных зарядок, а их энергопотреблению — автор вел читателя к выводу, что если хотя бы половину от 3 млрд смартфонов в мире заряжать по воздуху с таким КПД, энергопотребление и нагрузка на энергосети возрастут. С одной стороны, с математикой не поспоришь. С другой, неутешительный вывод держится на вероятности «если бы, да кабы», а энергопотребление в мире и так растёт за счет цифровизации общества.
Кстати, возьмите на вооружение USB-тестер, с помощью которого можно измерять напряжение, ток и переданную энергию. Такой гаджет стоит около 1000 рублей, но позволяет безошибочно оценить качество USB-кабелей и выходные параметры зарядных устройств. Архиполезная вещь в хозяйстве!
Фото: AliExpress
Исходя из невысокого реального КПД индукционной зарядки, мы приходим к необходимости подключения зарядной станции к блоку питания повышенной мощности. Если 5-ваттную станцию подключить к 5-ваттному ЗУ, то из-за потерь скорость зарядки смартфона будет… скорее всего, никакой, потому что результирующая мощность на приёмной катушке смартфона окажется незначительно выше энергопотребления телефона в режиме ожидания. Производители Qi-станций рекомендуют использовать блоки питания с мощностью на 30–40% выше, чем у Qi-зарядки. Так, Apple для своей новой 15-ваттной MagSafe для iPhone 12 рекомендует докупить адаптер с мощностью не ниже 20 Вт. К счастью, не обязательно производства Apple. Мы провели сравнение скорости зарядки iPhone 12 Pro через MagSafe, подключенного к оригинальному 20-ваттному адаптеру Apple и к крохотному Anker Nano на те же 20 Вт. Разница между двумя блоками питания укладывается в несущественную погрешность — 188 минут в случае с ЗУ Apple 20 Вт и 190 минут в паре с Anker Nano 20 Вт. А при зарядке от этих блоков питания не через MagSafe, а напрямую по кабелю, батарею удалось зарядить за одинаковое время в 104 минуты.
Кстати, о MagSafe. Формально с новой зарядкой Apple совместимы все iPhone с Qi-приемником, но лишь семейство iPhone 12 будет заряжаться с максимальной мощностью 15 Вт, тогда как предыдущие модели смартфона — только 5 Вт. Также обозреватели заметили странную несовместимость MagSafe с мощными блоками питания для MacBook — в паре с 96-ваттным адаптером MagSafe «раскачался» только до 10 Вт. Есть мнение, что в адаптер для ноутбука просто не «зашит» необходимый профиль питания, требуемый для MagSafe.
Раньше мы тоже советовали приобретать для наших беспроводных зарядок блоки питания примерно на 40% мощнее, однако теперь самые мощные Qi-станции, вроде Anker PowerWave II Stand мы просто комплектуем сетевым адаптером необходимой мощности. Если в комплекте с вашей Qi-зарядкой не оказалось кабеля, докупите гарантированно хороший провод — дешёвые безымянные USB-кабели часто не могут передать высокие токи, а наименее качественным кабелям не покоряется даже 0,5 А.
Рискуем удивить, но да. Как и проводная зарядка. А уж как опасно для аккумулятора отсутствие любой зарядки и уход в глубокий разряд! Аккумуляторы вообще от жизни умирают. На скорость наступления неизбежного конца по большей части влияет лишь интенсивность использования батареи. В некотором смысле литий-ионные батареи следуют завету «live fast, die young» — чем быстрее аккумулятор выработает свой ресурс циклов заряда/разряда, тем быстрее потеряет ёмкость и потребует замены.
Заметьте, мы говорим о ресурсе, выраженном в количестве циклов зарядки. Самому аккумулятору абсолютно все равно, каким образом ему пытаются восполнить заряд: по проводу или через индукционную катушку — контроллер питания любой входящий ток приведёт к нужным характеристикам и лишь затем подаст на элемент питания.
Но нет дыма без огня, откуда-то ведь взялись городские легенды об опасности беспроводной зарядки? В этом мифе есть доля правды, только не там, где полагают большинство несведущих владельцев смартфонов. Повторим: ток, подаваемый непосредственно на аккумулятор, не различается в зависимости от способа зарядки, так что никакого «повреждения индукционными токами» при использовании стандарта Qi быть не может в принципе. Аккумулятору вредит лишь нагрев до высоких температур, который ускоряет деградацию анода и катода и, как следствие, ведёт к снижению ёмкости и в особо тяжёлых случаях даже к короткому замыканию. Ускоренный износ батареи наблюдается при её нагреве выше 30 °C, то есть температурный порог издевательски мал и ниже температуры тела человека.
Давайте считать и прикидывать. КПД Qi-зарядок составляет около 60%, большая часть потерянной энергии преобразуются в тепло, которое нагревает катушки и, соответственно, смартфон, а вместе с ним и аккумулятор. Важный момент — для наиболее высокого КПД катушки в станции и смартфоне должны находиться точно друг над другом, при их смещении станция вынуждена повышать мощность, что вызывает повышенный нагрев.
Дешевые безымянные Qi-зарядники не испортят ваш смартфон, зато могут испортиться сами — экономия на элементной базе и некачественная пайка могут закончиться коротким замыканием. И хорошо, если не случится возгорания.
Фото: iphones_ru / Instagram
Смартфоны могут охлаждаться только естественным образом, поэтому добротный чехол серьезно ухудшает отвод тепла. Это не значит, что надо непременно избавляться от чехлов во имя сохранности батареи — новый аккумулятор через пару лет обойдётся дешевле, чем потенциально разбитый экран сейчас. Но свою лепту в перегрев смартфона чехол всё-таки вносит.
Поэтому же мы не рекомендуем добавлять смартфону функцию беспроводной зарядки с помощью Qi-приёмника в виде тонкой пластины со штекером. Смартфоны без Qi-катушки просто не рассчитаны на то, что сквозь них начнут протекать индукционные токи, а тыльную часть начнет нагревать индукционная катушка. В лучшем случае при использовании такого ресивера вы получите очень быструю деградацию аккумулятора из-за перегрева, в худшем — испорченные MEMS-компоненты, вроде компаса или гироскопа.
Подобные Qi-ресиверы для смартфонов можно купить за 200–300 рублей, но мнимое удобство может обернуться повреждениями аккумулятора и микромеханических компонентов смартфона.
Фото: AliExpress
Всё-таки стандарт беспроводной зарядки Qi разрабатывался не наобум лазаря. Начинку смартфонов предложили защищать изолирующей пластиной, возможные негативные эффекты от перегрева были просчитаны, а мощность — ограничена гарантированно безопасными значениями (те самые 5 Вт в первых ревизиях стандарта, 15 Вт сейчас).
Даже в самом неблагоприятном случае беспроводная зарядка не превратит телефон в сковородочку для жарки шкварок. В смартфоны встроен термодатчик, который не позволяет батарее нагреваться выше 45 °C. Если обнаружится перегрев, например из-за толстого чехла, не дающего телефону охлаждаться естественным образом, то контроллер питания потребует снизить подаваемую мощность.
Но всё это касается оригинальных спецификаций Qi с базовым ограничением мощности беспроводной зарядки смартфонов в 15 Вт. А что же с быстрыми беспроводными зарядками?
Заряжать современный смартфон от беспроводной станции мощностью 5 Вт — это очень медитативное занятие, имеющее смысл только если телефон оставлять на прикроватной тумбочке на всю ночь. Для тех, кто закономерно не хочет ждать по шесть часов, производители смартфонов предлагают собственные проприетарные быстрые зарядки, на полную мощность работающие только с определёнными устройствами их же марки. Так у Huawei есть SuperCharge на 27 Вт и 50 Вт, OPPO представила AirVOOC на 65 Вт, а Xiaomi так и вовсе в ноябре 2020 года анонсировал 80-ваттную беспроводную зарядку, способную зарядить батарею на 4000 мА·ч за 19 минут.
Чудо техники от Xiaomi — беспроводная зарядка телефона за 18 минут. А что с температурой батареи? Пока неизвестно.
Потрясающие мощности и, в теории, потрясающее тепловыделение. Заметим, что при проводной зарядке гаджеты тоже нагреваются, и этот нагрев зависит от мощности зарядки (при условии, что сам смартфон в этот момент не используется, иначе нагрев будет значительно выше). Но при беспроводной передаче энергии тепла выделяется всё же больше. Соответственно, Qi-зарядник на 5 Вт нагреется крайне несущественно, на 15 Вт — побольше, а вот как должен разогреться смартфон, который питают через 80-ваттную беспроводную станцию… На самом деле однозначно мы пока не можем ответить на этот вопрос, сверхмощная зарядка Xiaomi ещё не вышла в серию, и реальных независимых тестов пока не проводилось.
Итак, с тепловыделением быстрых беспроводных зарядок более-менее разобрались — в теории оно выше, но практически нагрев контролируется термодатчиками и разнесением высокой мощности на две отдельных передающих катушки. Но есть другой возможный негативный фактор, общий и для проводной, и для беспроводной быстрой зарядки — повышенный ток, подаваемый на аккумулятор.
Разрядка и зарядка литий-ионной батареи представляет собой процесс передачи положительных ионов лития между анодом и катодом. Чем выше мощность заряда или разряда, тем быстрее ионы покидают один электрод и прикрепляются к другому. В ходе эксплуатации батареи анод и катод неизбежно изнашиваются, а быстрая зарядка незначительно ускоряет этот процесс. Насколько? Если использовать исключительно «быстрый» способ, то разница в ёмкости в сравнении с медленно заряжаемым аккумулятором проявится года через два или примерно 500–600 циклов, но при таком износе в принципе разумно заменить батарею, так как та неизбежно потеряет 10–15% ёмкости. Подчеркнем, что эта проблема проявляется при использовании и проводных, и беспроводных зарядных устройств высокой мощности.
Стандарт Qi сразу создавался открытым, поэтому за установку индукционной Qi-катушки производители гаджетов не платят никаких лицензионных отчислений. Соответственно, поддержка Qi — это лишь вопрос себестоимости индукционного модуля и перепроектирования внутренностей смартфона. Всякая компания вольна решать, внедрять ли ей поддержку Qi или нет и катушку какой мощности интегрировать.
В мире продукции, выпускаемой тиражом в десятки и сотни тысяч (а кому повезёт со спросом — и миллионов) штук экономия даже в несколько центов не бывает лишней. Например, в iPhone X закупочная стоимость компонентов для реализации беспроводной зарядки составила $6. И это по мегаоптовой скидке для уважаемого заказчика, и это для катушки с мощностью приёма не более 7,5 Вт. Для флагмана за $1000 лишние $6 в себестоимости погоды не делают, чего не скажешь об Android-фонах начального и среднего уровня, производители которых не прочь сэкономить для повышения конкурентоспособности среди равных.
Смартфон Palm Pre опередил свое время, став первым массовым телефоном с беспроводной зарядкой. И это в 2009 году, за год до появления Qi, за два года до первого Android-фона с опциональной Qi-крышкой и за шесть лет до интеграции Qi-катушек внутрь смартфонов.
Фото: HP
К счастью, цена катушек пала достаточно низко, чтобы установка приёмника даже на 10 Вт практически не отражалась на цене телефона, хотя 3–4 года назад смартфоны почти поголовно имели катушки всего на 5 Вт. В современных устройствах приемник Qi с мощностью 5 Вт можно встретить только по двум причинам: либо вам попалось удешевлённое по всем возможным фронтам устройство, либо это намеренный шаг для разнесения смартфонов компании по разным ценовым сегментам, чтобы дорогие модели имели более явные преимущества над дешёвыми.
В чем может быть причина медленной зарядки телефона?
1. Обновление программного обеспечения
Если телефон стал медленно заряжаться, попробуйте вспомнить: не прилетало ли на него недавно обновление ПО? Наиболее часто такие ситуации возникают со смартфонами на базе Android, которые регулярно получают апдейты безопасности и пакеты для улучшения производительности мобильного устройства. Такие обновления вполне могут повлиять на производительность батареи по недосмотру разработчика и вследствие ошибки, возникнувшей в процессе установки.
Что делать: попробуйте откатить обновление и посмотрите, вернулась ли скорость зарядки в норму? Также можно попробовать переустановить апдейт и, опять же, протестировать скорость зарядки. В худшем случае смартфон придется сбросить к заводским настройкам. Однако, если на скорость зарядки влияет аппаратный износ аккумулятора, подобные «танцы с бубном» вам не помогут.
2. Некачественные аксессуары (провода для зарядки и док-станции)
Самым распространенным виновником медленной зарядки телефона обычно является зарядный кабель, который может обладать плохой токопроводимостью. Если кабель используется вами уже приличное время и выглядит изношенным — в нем может отходить контакт (такое случается из-за частых перегибов провода), а это влияет не только на ухудшение зарядки, но и может привести к повреждению самого телефона.
Что делать: попробуйте заменить кабель питания, но убедитесь, что новый провод поддерживает быструю зарядку (если такой тип зарядки поддерживается вашим телефоном). Мы рекомендуем приобретать оригинальные зарядные кабели, которые сертифицированы по европейским стандартам. А вот вестись на недорогие ценники китайских аналогов не стоит. Поберегите ваш телефон.
3. Сценарии использования
Если вы один из тех пользователей, кто любит серфить в мобильном браузере, пока смартфон заряжается, знайте — такой сценарий взаимодействия увеличивает нагрузку на аккумулятор и разъем питания. Как итог — аккумулятор телефона быстрее изнашивается и начинает деградировать. Следствием становится снижение скорости зарядки, что может привести к дорогостоящей замене аккумулятора и выходу смартфона из строя (имейте в виду, что починка современных телефонов может влететь вам в копеечку, поэтому лучше не доводить до этого).
Что делать: дайте смартфону отдохнуть, пока он находится на подзарядке. А еще лучше активируйте «режим полета», чтобы смартфон не выполнял фоновые операции, пока восполняет емкость АКБ. И, кстати, когда телефоном не пользуются — скорость зарядки заметно возрастает.
4. Маломощный источник питания и неисправный пауэрбанк
Если вы заряжаете свое мобильное устройство от компьютера и пауэрбанка, рассчитывать на быструю зарядку не приходится, поэтому лучше всего подключать смартфон напрямую к розетке через комплектный адаптер питания. Обратите внимание, что адаптер питания должен быть фирменный, а не кастомный. В противном случае недостаток мощности может возникнуть на уровне подключенного в электросеть блока питания. В итоге ваш телефон, поддерживающий функцию быстрой зарядки, будет заряжаться в два раза дольше.
Что делать: стараться заряжать смартфон от электросети и использовать комплектный блок питания, либо зарядные устройства, сертифицированные производителем для вашего смартфона. В этом случае скорость зарядки не упадет и смартфон быстро восполнит энергию.
5. Неисправный порт зарядки
Убедитесь, что коннектор зарядного кабеля надежно сидит в соответствующем разъеме смартфона. Если разъем разболтался и не удерживает кабель как положено, это и может стать причиной медленной и нестабильной зарядки. Заметьте, что вход для коннекторов USB-C оснащен двусторонним контактом, который может надломиться из-за физического воздействия и провоцировать утечку тока, оставаясь при этом работоспособным.
Что делать: если повреждение обнаружено визуально, смартфон придется нести в ремонт, либо заменить его на новое устройство. Можно, конечно, попробовать починить входной порт для зарядного кабеля самостоятельно, но для этого нужно обладать соответствующим опытом и набором инструментов.
6. Поврежденный аккумулятор
Типичный симптом, который проявляется в процессе деградации аккумулятора: батарея вздувается, а у смартфона либо появляется ощутимый «горб», либо попросту начинает отходить задняя крышка, либо отклеивается непосредственно экран. Но не всегда деградация батареи обнаруживается столь просто.
Обратите внимание на нагрев: если телефон во время зарядке нагревается так сильно, что начинает ощутимо жечь подушечки пальцев — это повод задуматься. Чрезмерный нагрев батареи тоже является признаком ее деградации. Если вы заряжаете до 100%, и он разряжается наполовину за короткий период времени — вывод будет опять же простым: аккумулятору конец, и он уже не держит заряд.
Что делать: замена аккумулятора может влететь в копеечку, учитывая что современные смартфоны практически неремонтопригодны. Если вы понимаете, что аккумулятор на последнем издыхании (медленно заряжается, перегревается и быстро теряет заряд), лучше подумать о покупке нового телефона.
7. Фоновые приложения
Некоторые приложения могут сильно нагружать смартфон даже в фоновом режиме. Чем активнее они потребляют заряд АКБ, тем медленнее заряжается устройство. Точнее нет, заряжается оно как положено, но при этом параллельно теряет заряд. Вот и создается ощущение, что время восполнения энергии увеличилось.
Обычно смартфоны сами уведомляют пользователя о том, что в системе есть приложение, фоновые процессы которого сильно нагружают аккумулятор. Впрочем, не лишним будет самостоятельно просматривать статистику нагрузки батареи, чтобы исключить наличие на смартфоне «приложений-пожирателей энергии».
Что делать: мы рекомендуем удалять приложения, которые бессистемно расходуют заряд вашего аккумулятора, даже когда телефон находится на зарядке и не используется. А еще не забывайте включать «режим полета».
8. Ваш телефон банально устарел
У каждого телефона есть определенный ресурс использования, который, увы, не измеряется десятилетиями. Сильный износ может стать причиной снижения скорости зарядки. А если учесть, что смартфоны пятилетней давности толком не поддерживают технологии быстрой зарядки — снижение и без того не быстрой скорости восполнения энергии становится серьезным камнем преткновения.
Что делать: вы по-прежнему используете Samsung Galaxy первого поколения? Что ж…, кажется, вам просто пора поменять телефон.
Надеемся, что прочитав эту публикацию, вам удалось обнаружить проблему, которая вызывает эффект медленной зарядки некогда шустрого смартфона. Если проблема связана с аппаратной частью вашего Android-устройства, не надо пытаться чинить ее самостоятельно, не обладая должными навыками. Взвесьте все «за» и «против», выясните стоимость ремонта и подумайте, не выгоднее ли будет купить новое мобильное устройство.
И не забывайте: если смартфон еще на гарантии, то попытка самостоятельного вскрытия устройства приведет к ее аннулированию. А вот если ваш смартфон морально устарел, самое время подумать о его замене и приобрести устройство с емкой батареей и поддержкой быстрой зарядки.
Читайте также: