top of page
Вредит ли быстрая зарядка смартфона его аккумулятору?

Чтобы ответить на этот вопрос необходимо рассмотреть 3 фактора:

  • Первый фактор: Химия батареи и её ограничения.

    • В смартфонах чаще всего применяются Li-Ion и Li-Pol батареи, которые очень похожи друг на друга с точки зрения их устройства и химических процессов, хотя Li-Pol батареи могут иметь незначительно более высокое напряжение (до 4.35V). Часто эти оба типа аккумуляторов называют общим термином - литиевые батареи. Существуют еще LiFePo4 батареи также относящиеся с к литиевым, но они имеют иное напряжение (3.65V макс.), меньшую плотность энергии и по этой причине для смартфонов пока не применяются.

    • Долгое время для Li-Ion батарей существовало правило, что ток заряда/разряда не должен превышать 0.5-1С т.е. силой тока 0.5-1А на 1000mAh емкости. Со временем химия батарей изменилась, используются иные электролиты и материалы электродов, что позволило некоторым производителям создать высоко-токовые батареи способные без ущерба выдерживать ток до 6C (OPPO), 8-12C (Infinix) и даже до 15С (Xiaomi, vivo) на ячейку.

  • Второй фактор: температура.

    • Температура является, пожалуй, основным фактором, влияющим на долголетие и стабильную работу батарей. Температура образуется:

      • в самой батарее во время её заряда и зависит от её химии и совершенства технологии изготовления батареи (см. первый фактор)

      • в контроллере заряда во время преобразования напряжения поступающего от зарядного устройства до уровня напряжения батареи​

      • в компонентах смартфона во время их работы (процессор, память и т.д.).

    • Отвод температуры (охлаждение) является важной инженерной задачей и часто металлический корпус смартфона выступает в роли радиатора.

    • Контролировать температуру внутренних компонентов и особенно батареи очень важно, поэтому всегда устанавливаются сенсоры температуры на батарею и в случае превышения заданного температурного порога, зарядный ток уменьшается либо прекращается вовсе, а в особо критичных случаях выключается смартфон.

  • Третий фактор: технология/протокол заряда аккумулятора.

    • Существует множество различных протоколов заряда аккумуляторов, которые появлялись и развивались следом за развитием технологий изготовления батарей и контроллеров заряда. Первые протоколы, такие как DCP, QC2.0, PD предоставляют ток фиксированного напряжения от зарядного устройства в заряжаемое. Каким будет это напряжение и с какой силой тока будет происходит заряд (в рамках доступных фиксированных вариантов, предлагаемых зарядным адаптером) определяет контроллер заряда смартфона. Например 5V1.5A или 9V3A.

    • Со временем появились более эффективные протоколы быстрой зарядки, например такие как PPS (используется смартфонами Samsung, Google Pixel) и подобные ему (QC3,4,5, UFCS), а также проприетарные (Samsung SFC, OPPO VOOC/SuperVOOC, Xiaomi Hypercharge). Данные протоколы выгодно отличаются от предыдущих тем, что позволяют гибко изменять напряжение и ток в рамках разрешенного диапазона, например 3.3-21V-5A и передавать напрямую в аккумулятор электрический ток нужного напряжения и силы без его преобразования, что значительно снижает общий нагрев устройства (потери на преобразования напряжения могут составлять до 10% что приводит к заметному нагреву смартфона, включая его батарею). Применение таких протоколов быстрой зарядки позволяет значительно поднять мощность заряда сохранив при этом приемлемую температуру аккумулятора во время процесса заряда.

    • Заряд батареи происходит по схеме CC/CV т.е. в начале цикла разряженная батарея заряжается максимально высокой силой тока допустимой для батареи (с постоянным контролем температуры), а по достижению максимально разрешенного для конкретной батареи напряжения (например 4.2V) фиксируется напряжение, а сила тока постепенно снижается. В конце цикла заряда сила тока заряда падает практически полностью и поддерживается постоянный уровень напряжения, очень малым током.

    • Важно отметить, что протокол заряда определяется во время установки соединения между зарядным адаптером и заряжаемым устройством. При этом не только зарядный адаптер и смартфон должны поддерживать нужный протокол (и его версию), но и в некоторых случаях кабель должен позволять это делать. Например, для максимального заряда топовых устройств Samsung требуется UsbC-UsbC кабель e-maker чипом и рейтингом 100W или 240W т.к. ток может достигать 5А, при этом обычный UsbC-UsbC кабель без e-maker чипа (60W) разрешает ток только силой 3А, что не позволяет полностью реализовать потенциал быстрой зарядки смартфона.

  • Выводы:

    • Использование протоколов заряда, использующих прямой заряд батареи без преобразования напряжения (PPS и ему подобные) является намного более эффективным, выделяющим наименьшее количество тепла во время заряда и наиболее предпочтительным с точки зрения продления срока службы аккумулятора способом заряда.

    • Контроллер заряда батареи такой же важный компонент системы, как и сама батарея и отвечает за её сохранность. Контроллер выбирает наилучший из доступных протоколов заряда, подбирает оптимальный ток заряда исходя из уровня заряда батареи, а также учитывает характеристики и ограничения батареи, допустимый диапазон рабочих температур, что в итоге обеспечивает приемлемый результат даже в работе с более простыми и старыми протоколами быстрой зарядки.

​ ​​​​​​​

⇧ to the table of contents ⇧
Почему ваш смартфон заряжается медленно?

​

Ситуация: Ваш смартфон поддерживает быструю зарядку, но при подключении к зарядному устройству заряжается медленно. Ниже рассмотрим несколько причин возникновения такой неприятной ситуации.

  1. Зарядное устройство и/или кабель неисправны.

    • Попробуйте подключить, используя тот же кабель и тоже зарядное устройство к другому смартфону поддерживающему быструю зарядку. Включится ли быстрая зарядка? Если нет, замените кабель и повторите. Если зарядка появилась - очевидно дело в кабеле и его надо заменить. Если быстрой зарядки снова нет, тогда либо зарядное устройство неисправно, либо оно не поддерживает быструю зарядку вообще, либо не поддерживает быструю зарядку совместимую с вашим смартфоном (см. следующий пункт ниже).

    • Вывод: купить качественную новую зарядку. 

  2. Ваше зарядное устройство не поддерживает быструю зарядку или не поддерживает стандарт быстрой зарядки совместимый с вашим смартфоном.

    • Чтобы проверить возможности зарядного устройства предоставлять быструю зарядку, посмотрите на его спецификацию (как вариант посмотреть описание на странице в он-лайн магазине) или найти маркировку на корпусе зарядного устройства. На корпусе должны быть перечислены выходные параметры заряда, например вот так: 5V,9V,12V,15V,20V - 5A или 3.3-11V 3A. Также могут быть и другие форматы описания поддерживающих зарядкой разных напряжений и максимальную силу тока. Иногда могут быть указаны аббревиатуры поддерживаемых стандартов быстрой зарядки, например PD(PDO), QC, PPS, VOOC, HyperCharge и т.д. Познакомиться с разнообразием стандартов быстрой зарядки вы можете на этой странице.

    • Если есть маркировка свидетельствующая о быстрой зарядке (или на странице в магазине), то возможно стандарт быстрой зарядки не совместим с вашим смартфоном. Такая ситуация может наблюдаться с некоторыми проприетарными зарядными стандартами, такими как VOOC, Hypercharge и др. которые чаще всего реализованы в китайских смартфонах. Проприетарные стандарты крайне редко, почти никогда не встречаются в зарядных устройствах сторонних производителей или в устройствах конкурентов (OnePlus vs Xiaomi vs VIVO vs iQOO). Однако современные китайские смартфоны часто поддерживают помимо собственного проприетарного стандарта быстрой зарядки несколько универсальных, таких как PD (Power Delivery) и QC (Quick Charge) при этом скорость заряда будет значительно ниже чем собственный проприетарный стандарт. Например вместо 120W, заряд будет ограничен 27W максимум. 

    • Обратите внимание, если вы владелец китайского смартфона(Vivo, iQOO, OnePlus, OPPO, Xiaomi и т.д), то часто важно использовать не только зарядное устройство того же производителя, но и кабель, т.к. такие кабели имеют внутри специальный чип, а также зачастую модифицированные контактные площадки способные выдерживать большой ток во время заряда (выше 5Ампер).

    • Некоторые старые USB зарядки в принципе не поддерживают стандарты быстрой зарядки и могут обеспечить заряд по стандарту DCP с максимумом в 7.5W.

    • Некоторые дешевые noname кабели не имеют проводов которые подключаются к контактам по которым происходит "общение" между зарядкой и смартфоном чтобы установить совместимый протокол быстрой зарядки и его мощность. В этой ситуации нужно менять кабель на более качественный.

    • Вывод: Если проблема в совместимости смартфона с зарядкой, либо в отсутствии протоколов быстрой зарядки на стороне зарядного адаптера, то необходимо купить совместимую либо универсальную зарядку поддерживающую стандарты PD, QC и желательно PPS. Если дело в отсутствии оригинального USB кабеля для оригинальной проприетарной зарядки - нужно купить новый оригинальный кабель.

  3. Зарядка на первый взгляд быстрая, но недостаточно быстрая.

    • Причина недостаточно быстрой зарядки может быть в кабеле. Например для максимально быстрой зарядки некоторых смартфонов Samsung необходимо использовать UsbC-UsbC кабели с максимальной мощностью 100W или 240W т.к. такие кабели рассчитаны на ток силой 5Ампер и имеют e-maker чип который сообщает зарядному устройству что можно активировать более мощный режим заряда, даже если фактически заряд будет иметь максимальную мощность 45W.​

    • Другая причина может быть в зарядном устройстве, которое не имеет нужного зарядного протокола (например PPS нужного диапазона) и переключается на более медленный тип быстрой зарядки, либо мощность самой зарядки не позволяет активировать максимальный мощный для смартфона режим заряда. Важно понимать, что даже если на первый взгляд на зарядном адаптере указано 45W, это не всегда означает, что вы сможете полностью использовать доступные 45W т.к. такой уровень заряда может достигаться при определенном протоколе с определенным напряжением, например 20V 2.25A который ваш смартфон может быть неспособен принять и как следствие, активирует более низкое напряжение и меньшую мощность заряда.

    • Еще одна причина - перегрев зарядного устройства. Преобразование энергий от бытовой сети переменного тока (AC) в постоянный ток (DC) сопровождается неизбежными потерями в лучшем случае 8-10%, часто до 20%. Потери энергии выражаются в нагреве адаптера и в том случае если зарядный адаптер работает на полную мощность, его размеры компактные и адаптер имеет легкий вес (что означает, что в нем недостаточное количество радиаторов), приводит к его перегреву что не только еще сильнее ухудшает коэффициент полезного действия еще больше увеличивая потери, но и к нестабильной работе самого адаптера, вплоть до выхода из строя его внутренних компонентов.

    • Одновременная зарядка нескольких устройств с одного зарядного устройства. Некоторые зарядки имеют несколько портов подключения заряжаемых устройств. Разные производители по-разному реализовывают распределение энергии между портами. И даже если зарядка заявлена как быстрая и она быстро заряжает использую любой из имеющихся портов, может оказаться (справедливо для некоторых очень дешевых noname зарядок) что при одновременном подключении нескольких заряжаемых устройств, зарядка переключается на протокол DCP и отдает максимум 7.5W на каждый выход. Другая неприятная ситуация может наблюдаться, когда при подключении второго устройства происходит кратковременная подача энергии ко всем присоединенным устройствам, что может вызвать например перезагрузку устройств без собственного аккумулятора. Однако существуют зарядки, которые не прерывают подачу энергии в такой ситуации, например SlimQ 3C1A 150W. 

    • Вывод: Покупая зарядное устройство, старайтесь выбирать более мощные зарядки на 20-30% мощнее чем нужно вашему устройству (особенно это важно для ноутбуков) например 65W, если необходимо 45W, 140W если необходимо 100W. Такой выбор не только позволит активировать лучшие, более продвинутые и мощные протоколы заряда, но и продлит жизнь вашему зарядному устройству.

​​

P.S. Разобраться, что происходит во время зарядки вашего смартфона или ноутбука через кабель USB вам может помочь USB тестер такой как Power-Z KM003C, такой тестер определит тип быстрой зарядки, который включился во время заряда, протестирует кабели и зарядные устройства, однако это дорогое устройство. Альтернативой может быть вот такой компактный и доступный адаптер HiDANCE HDC-085C, он показывает только мощность, ток и напряжение проходящего через USB кабель, что может помочь, как минимум, в определении с какой мощностью происходит заряд вашего устройства.​

​

⇧ to the table of contents ⇧
USB кабель который может сжечь ваш смартфон

 

1.Какое напряжение передается по USB кабелю?​

  • ​Обычные USB кабели с любыми типами разъемов (UsbC, micro Usb, UsbA etc.), если они исправны и не повреждены, не могут навредить вашему устройству, т.к. безопасность заложена в стандарт USB и все USB устройства либо способны принимать ток напряжением 5Вольт либо просто не включатся из-за слишком низкого напряжения. 

  • Более высокие значения напряжений по стандартам быстрой зарядки устанавливаются между зарядным адаптером и заряжаемым устройством путем "переговоров". "Переговоры" осуществляются через контакты D+/D- для UsbA-MicroUSB, UsbA-UsbC, UsbA-Lightning кабелей, для более современных UsbC-UsbC устройства общаются через контакты СС.

  • По умолчанию по USB кабелю передается 5V и только после успешных переговоров между зарядкой и заряжаемым устройством, где заряжаемое устройство сообщает какой протокол заряда и с каким напряжением оно хочет получить, а зарядное устройство подтверждает способность его предоставить, устанавливается более высокое напряжение (например 9В или 20В) и зарядка переключается на более быструю.

2. Почему USB-разветвители, кабели 2in1, 3in1 или так называемые кабели-гидра опасны?

  • Опасность заключается в том, что как минимум проводники GND (-) и POWER VDC (+) в таком кабеле соединены между собой и если одно из подключенных через такой кабель устройств, в ходе "переговоров" с зарядным устройством, установит напряжение выше 5В, это приведет к тому, что для всех кабелей установится общее повышенное напряжение.

  • Если вы подключите в этот момент еще одно устройство к таком кабелю, по которому протекает ток выше 5В, это выведет его из строя несмотря на то, что само устройство могло бы также работать с повышенным напряжением и поддерживает быструю зарядку. Но, во-первых, разные устройства могут работать по разным протоколам зарядки и самое главное, что до тех пор пока само устройство не попросит повышенное напряжение, оно не ожидает получить на вход более 5Вольт, что и может привести к выходу из строя контроллера питания и даже возгоранию устройства.

  • В лучшем случае такой кабель будет поддерживать только базовую зарядку напряжением 5Вольт, в худшем это приведет к повреждению ваших устройств.

  • Такие кабели-гидры не отвечают стандартам USB и использование их крайне опасно.

3. Все ли кабели-гидры/2in1 опасны?

  • Нет не все кабели, но большинство из тех что вы можете встретить на рынке.

  • Однако исключения бывают и стоят они заметно дороже из-за того, что безопасные кабели с технической точки зрения уже зарядные устройства т.к. имеют специальный модуль, который отвечает за раздельное питание каждой из "голов". По сути, в таком кабеле находится отдельный контроллер питания, отвечающий не только за перераспределение питания между подключенными устройствами, но и способный даже предоставлять зарядку по протоколам питания, которые могут не поддерживаться основным адаптером питания.

  • Разные производители по-разному реализовывают такую технологию. Мне известны только два таких устройства Anker 2in1 и CUCKTECH 2in1 и они оба протестированы, работают они не одинаково, внимательно изучите результаты тестирования.

​

Выводы: Избегайте использовать такие кабели, не рискуйте, заряжаемое устройство как правило стоит значительно дороже чем дополнительный кабель или зарядка. В случае если такое устройство вам необходимо, обратите внимание исключительно на надежные альтернативы безопасные в использовании указанные в рекомендации выше. ​

​

DANGER!

DANGER!

⇧ to the table of contents ⇧
Полезные справочные материалы на данную тематику

​

​​

⇧ to the table of contents ⇧

Если Вы нашли информацию на этой странице полезной, пожалуйста, поддержите мою работу, перейдя по ссылке на сайт Amazon или AliExpress для совершении нужной для Вас покупки. Это аффилированные ссылки, клик ним никаким образом не повлияет на цены для Вас, но поможет поддержать этот проект. Огромное Вам спасибо за поддержку!

bottom of page