Влияет ли кабель на скорость зарядки телефона
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.
При использовании зарядного устройства очень важно обращать внимание на USB-шнур, от технических возможностей которого зависит скорость зарядки смартфона. Если провод дешевый, тонкий и длинный, то телефон будет долго заряжаться, а в некоторых случаях и вовсе посадит аккумулятор. Лучше использовать «родные» провода, а при их утрате грамотно подобрать альтернативу.
От чего зависит скорость зарядки телефона
При выборе очень важно обращать внимание на толщину провода.
Современные модели USB-шнуров состоят из многожильного кабеля, под оболочкой которого собраны несколько жил. Часть этих жил используются для передачи данных (у них имеется маркировка Data), а остальные предназначены для зарядки смартфона (обозначаются Charge).
Толщина зарядных шнуров, как правило, маркируется по американской системе AMG. Для USB-проводов в основном применяются два типоразмера: 28/28 и 28/24 AWG.
Модели с показателем 28/24 предпочтительнее, так как при их использовании телефон заряжается через более толстую жилу 24 AWG с диаметром и площадью сечения 0,511 мм и 0,205 мм2 соответственно. У типоразмеров 28/28 рабочие характеристики хуже. У них используется более тонкая жила с меньшим диаметром (0,321 мм) и очень маленькой площадью сечения (0,081 мм2).
Вот почему в процессе зарядки кабели с маркировкой 28/24 AWG способны пропускать через себя до 3,5А. А модели 28/28 AWG заряжают медленнее, так сила тока у них колеблется в пределах 0,5А.
Иногда в продаже появляются шнуры 28/21 AWG. В соответствии с маркировкой сечение их жил больше, чем у 28/24. Это означает, что они заряжают еще быстрее.
Скорость зарядки также зависит от длины кабеля, а точнее от сопротивления. Чем больше длина, тем выше сопротивление.Вот почему на некоторых коротких шнурах смартфоны заряжаются быстрее по сравнению с длинными толстыми проводами USB-проводами NoName.
Что в кабеле влияет на зарядку телефона
Скорость зарядки смартфона определяется техническими возможностями зарядного устройства и параметрами кабеля. Все важные характеристики указываются на упаковке и доступны для предварительного ознакомления.
Перед покупкой необходимо проверить:
- длину шнура,
- максимальный выходной ток (чем выше значение, тем быстрее будет заряжаться телефон),
- способность поддерживать функцию «быстрой зарядки».
Также рекомендуется осмотреть USB-шнур визуально, проверить его на гибкость, испытать качество разъемов. Специальные запрессовки с гнущимся основанием у штекера, как правило, продлевают срок службы.
При покупке важно обращать внимание на продукцию именитых брендов, а при отсутствии финансовой возможности – на брендированные устройства. Кабели из разряда NoName работают недолго, а технические характеристики у них очень слабые.
Как выбрать кабель для быстрой зарядки телефона
Необходимо руководствоваться следующими требованиями:
- кабель должен быть как можно короче,
- на упаковке проставлена маркировка 28/24 AWG,
- предусмотрена возможность поддержки технологии USB 3.0, необходимой для быстрой зарядки и передачи файлов,
- наличие металлического корпуса и качественное оформление основания штекера продлят срок службы.
Скорость зарядки смартфона зависит от технических возможностей самого зарядного устройства, а также от характеристик USB-кабеля. При неграмотно выбранном шнуре даже самое производительное зарядное устройство окажется бесполезным. Вот почему к выбору кабеля надо относиться максимально серьезно.
Рассмотрим процесс заряда телефона, все его составляющие. И попробуем дать рекомендации, которые помогут правильно выбирать зарядные устройства и всегда оставаться на связи.
Современные устройства связи заряжаются от 5 Вольт, именно это напряжение присутствует на выходе USB разъема компьютера, роутера, телевизора и так далее. Таким разъемом, как правило, снабжаются зарядные устройства, вставляемые в розетку. Но помимо напряжения важным параметром является ток, которым происходит заряд.
Если говорить про компьютер, то стандартным максимальным значением тока для USB 2.0 является 0.5 А (ампер), что очень не много для современных устройств. Если устройство для заряда требует больший ток (1-2 А), то зарядка будет проходить мучительно долго, и может не завершиться никогда.
Другой стандарт USB 3.0 (разъем обозначается синим пластиком внутри) обеспечивает ток до 1 А, что уже гораздо лучше, но такие разъемы есть только на современных компьютерах (телевизоры, роутеры и другие устройства обычно снабжаются разъемом стандарта USB 2.0 или вообще USB 1.1). То есть, если нам требуется зарядить телефон от компьютера, следует по возможности выбирать синий разъем стандарта USB 3.0, устройство зарядится гораздо быстрее.
Не случайно универсальные зарядные устройства имеют разную цену, в большинстве случаев они отличаются максимально возможным током заряда — чем выше цена, тем, как правило, больше ток, соответственно, потенциально меньше время заряда устройства (в данном случае не учитываем наценку за бренд и дизайн).
Конечно, важно знать возможности своего устройства, чтобы выбрать зарядку с требуемыми параметрами. Как правило, большинство производителей указывает максимальный ток 1 А. Но далеко не все реально его обеспечивают. Чтобы сравнить разные зарядные устройства, воспользуемся тестером, показывающим ток и напряжение, а также имитацию потребителя с различным током потребления.
В идеале зарядное устройство должно выдавать 5 Вольт и максимальный ток, который способно потребить заряжаемое устройство. Но в реальности картина отличается. Для исключения влияния кабеля, соединяющего зарядное устройство и телефон, тестер будем подключать напрямую к зарядному устройству.
Тест 1 (заявлено 5 Вольт и 1 А):
Видим, что напряжение на 120 мВ ниже заявленного и ток меньше на 70 мА.
Тест 2 (заявлено 5 Вольт и 1 А):
Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток отличается от заявленного всего на 40 мА.
Тест 3 (заявлено 5 Вольт и 1 А):
Видим, что напряжение чуть выше заявленного и ток соответствует заявленному.
Тест 4 (заявлено 5 Вольт и 0.7 А):
Напряжение и ток существенно меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.
Тест 5 (заявлено 5 Вольт и 1 А):
Напряжение и ток соответствуют заявленным.
Тест 6 (параметры не обозначены):
Напряжение и ток меньше, чем у предыдущих, не стоит ожидать быстрой зарядки от этого устройства.
Тест 6 (зарядное устройство, совмещенное с блоком розеток, заявлено 5 Вольт и 2.4 А):
Весьма приличные параметры.
Тест 7 (зарядное устройство, совмещенное с тройником розеток, заявлено 5 Вольт и 1 А):
Очень хорошие показатели.
Как видим, не все производители сумели обеспечить заявленные характеристики, и в тех случаях, где напряжение ниже нужного и ток меньше, мы, естественно, получим более долгую зарядку телефона или планшета.
Вторым важным элементом в процессе заряда является кабель, соединяющий зарядное устройство с телефоном. Существует множество вариантов таких кабелей, есть даже с подсветкой. Однако основным их параметром является материал токопроводящих жил (желательно медь) и толщина жилы (чем толще, тем меньше кабель будет влиять на процесс заряда). Протестируем несколько кабелей.
Тест 0 (тестер подключен напрямую к зарядному устройству):
Тест 1 (кабель, идущий в комплекте с телефоном Sony Xperia Z3):
Неплохой кабель для тока 1 А, при 2 А возникает перегруз и потеря параметров.
Тест 2 (кабель, купленный отдельно):
Хороший кабель для 1 А, потеря параметров при 2 А.
Тест 3 (кабель купленный отдельно):
Плохой кабель, зарядка будет идти очень медленно.
Тест 4 (кабель, купленный отдельно):
Тест 5 (короткий кабель, идущий в комплекте с Power Bank Xiaomi 10400):
Отличный кабель, зарядка будет очень быстрой.
По результатам тестов видно, что от кабеля очень сильно зависят параметры питания (ток и напряжение), доходящие до заряжаемого устройства, соответственно, если важна быстрая зарядка, кабель следует брать качественный.
И кратко рассмотрим возможности современных устройств по обеспечению их быстрого заряда. Помимо традиционного механизма заряда батареи телефонов есть стандарты быстрой зарядки: QuickCharge 1.0 (2012 год) и QuickCharge 2.0 (2014 год). Телефоны, поддерживающие данные технологии, заряжаются существенно быстрее своих собратьев.
На четвертом месте Google Nexus 6 (1 час 38 минут при емкости батареи 3 220 мАч), на пятом месте HTC One M9 (1 час 46 минут при емкости батареи 2 840 мАч). Также технологию быстрой зарядки поддерживают: LG G3,OnePlus One, Samsung Galaxy S5, LG G4, Samsung Galaxy Note 3, Apple iPhone 6, Motorola Moto G, Sony Xperia Z3 и ряд других.
Так что, если важна скорость зарядки, стоит выбирать телефоны с поддержкой технологии QuickCharge.
Естественно, быстрая скорость заряда возможна только при использовании качественных зарядных устройств и кабелей, поддерживающих требуемые токи и напряжение. Конечно, лучше использовать зарядное устройство, идущее в комплекте с телефоном. Но если оно покупается отдельно, то при выборе стоит учитывать выше описанные параметры.
Выбирая зарядное устройство кабель для смартфона, многие обращают внимание в первую очередь на параметры разъема, элемента, который отвечает за преобразование переменного напряжения, получаемого из электросети, в гораздо более низкое постоянное напряжение. Однако не все знают, что выбор кабеля не менее важен — именно он влияет на скорость зарядки устройства.
Quick Charge и другие стандарты быстрой зарядки для смартфонов и других мобильных устройств постепенно становятся нормой. В новых моделях популярных серий также используются порты USB Type-C, которые значительно ускоряют весь процесс. Однако, как оказалось, что на быстрый заряд влияет не только тип разъема или параметры самого зарядного устройства. Важен и сам кабель, а точнее его длина и диаметр.
Возможно, вы сталкивались с термином удельное сопротивление — этот параметр (выраженный в омах) определяет, насколько хорошо данный материал работает как проводник электрического тока. Например, удельное сопротивление меди, которая часто используется в качестве сердечника кабеля в электроустановках, составляет всего 0,0168 10-6 Ом. Чтобы рассчитать удельное сопротивление конкретного компонента (например, кабеля для зарядного устройства), необходимо учесть три параметра:
- сопротивление, которое создается при протекании электрического тока через элемент (R выражается в Ом);
- длина (l выражается в м);
- диаметр (S выражается в м2).
Полученное таким образом значение можно легко использовать, чтобы узнать, как параметры кабеля влияют на его удельное сопротивление, и тем самым проверить, какой кабель для смартфона быстрее зарядит аккумулятор.
Длинный или короткий кабель?
Как на коробке, так и на самом зарядном устройстве можно посмотреть параметры кабеля, т.е. напряжение зарядки, единицей измерения которого является вольт (В), и ток зарядки, выраженный в амперах (А). В настоящее время стандартом являются зарядные устройства 5 В/2 А, которые обеспечивают оптимальную скорость зарядки и не повреждают сам аккумулятор (чем выше сила тока, тем быстрее будет поврежден аккумулятор).
Отдельный вопрос — это сам кабель, длина которого отражается на сопротивлении, возникающем при протекании электрического тока. Это, в свою очередь, (уменьшение или увеличение сопротивления) оказывает значительное влияние на силу тока, как показывает закон Ома. Если сравнить два кабеля длиной 1 и 3 м, и предположить, что зарядный ток для первого из них составляет 2 А, то окажется, что более длинный «создаст» гораздо большее сопротивление, и, соответственно, ток в системе будет гораздо меньше. Насколько ниже? Используя формулу для удельного сопротивления и тот факт, что напряжение зарядки остается одинаковым в обоих случаях (как и толщина кабеля), можно обнаружить, что при использовании 3-метрового кабеля ток упадет до 0,66 A.
Толщина кабеля и скорость зарядки
Если кто-то хочет заряжать свои устройства быстрее, ему определенно следует использовать более короткий кабель для смартфона или кабель с максимально толстой жилой (сердечник). В приведенном примере мы предположили, что в обоих случаях мы имеем дело с кабелем одинаковой толщины. Однако стоит помнить, что согласно формуле удельного сопротивления — чем больше диаметр сердечника, тем выше интенсивность.
Но более длинные кабели предлагают больше возможностей и намного удобнее в эксплуатации, поэтому вполне нормально, что некоторые люди не хотят зависеть от расстояния до розетки. Проблема в том, что производители не предоставляют таких данных, и единственный способ проверить диаметр сердечника — снять оплетку и изоляцию кабеля.
Возможно, Вы бы хотели читать нас чаще, тогда вот наш TelegramВыходом из этой ситуации могут стать бесплатные приложения, такие как Ampere или AccuBattery, которые измеряют зарядный ток и напряжение. По факту, измерения, проводимые с помощью таких программ, ненадежны, поскольку ток зарядки регулируется самим устройством. На так называемый зарядный контур (систему зарядки) влияет множество факторов, включая температуру и состояние батареи, и даже если она была бы полностью разряжена, зарядный ток может достигать высоких значений и при низком напряжении.
Учитывая, что два кабеля сделаны из одинаковых проводов и имеют одинаковую толщину, почему более короткий кабель заряжается быстрее, чем более длинный кабель? Наука.
Соотношение между длиной кабеля и скоростью, с которой он подает питание на аккумулятор вашего смартфона, можно объяснить формулой (удельного сопротивления) на изображении ниже.
Электрические проводники (провода) в ваших зарядных кабелях обеспечивают некоторый уровень сопротивления (противодействие потоку электрического тока), когда через них проходит электричество. Уровень сопротивления, который они предлагают, зависит от двух факторов (как указано в формуле выше):
- Датчик/толщина/площадь поперечного сечения провода, и
- Длина провода/проводника
Сопротивление кабеля A составляет 6 (т.е. 6 мм/1 мм), в то время как сопротивление кабеля B составляет 4 (т.е. 4 мм/1 мм). Как показывает результат, чем длиннее провод, тем больше сопротивление и, следовательно, меньший электрический ток (в амперах), который он может подать на ваше устройство.
Это, конечно, теоретическое объяснение. Позвольте мне рассказать вам о результатах того, кто попробовал, протестировал, экспериментировал и подтвердил, что длина вашего USB-кабеля действительно влияет на скорость зарядки смартфона.
Подтверждение эксперимента
Ibloo, член известного форума разработчиков XDA, смог доказать (с подробными отчетами), что более короткие кабели заряжаются быстрее, чем более длинные. Он провел эксперимент, используя три (3) кабеля одного и того же производителя, но разной длины - 12, 36 и 72 дюйма соответственно - и два разных адаптера питания.
Кабели были из одного и того же провода / материала и одного и того же размера / толщины. Он использовал три кабеля для зарядки одного и того же устройства (Samsung Galaxy Note 2) и подтвердил правильность теории удельного сопротивления; чем короче кабель, тем быстрее заряд.
Более короткие кабели (12 и 36 дюймов) обеспечивают больше энергии аккумулятора для адаптеров Samsung и Asus, чем более длинный кабель.Выход для каждой длины кабеля.
Читайте также: