Быстрая зарядка смартфонов - это область, где инновации и инженерные решения сталкиваются с физическими ограничениями литий-ионных аккумуляторов. От USB-PD до OnePlus WarpCharge - каждая технология предлагает свой подход. Но что стоит за впечатляющими слоганами на рекламных буклетах? В этой статье мы погрузимся в технические детали различных протоколов быстрой зарядки, раскроем их принципы работы и особенности реализации. 

На рынке представлено несколько ключевых технологий быстрой зарядки, каждая из которых имеет свои уникальные особенности. Рассмотрим каждую из них более подробно.

Qualcomm Quick Charge: адаптивное управление напряжением

Технология Quick Charge, разработанная компанией Qualcomm, в свое время была одной из наиболее перспективных на рынке, но в конечном итоге уступила в популярности альтернативным решениям. 

Принцип работы Quick Charge строится на использовании динамической регулировки напряжения и тока зарядки. Это позволяет максимально эффективно использовать доступную мощность, минимизируя потери энергии и тепловыделение.

Технические характеристики различных версий Quick Charge:

Quick Charge 2.0

• Профили напряжения: 5В, 9В, 12В

• Максимальный ток: 3А

• Максимальная мощность: 18 Вт (9В/2А или 12В/1.5А)

Quick Charge 3.0

• Напряжение варьируется от 3,6В до 20В с шагом 200 мВ

• Максимальный ток: 4.6А

• Максимальная мощность: 18 Вт (типичные комбинации: 9В/2А, 12В/1.5А)

Quick Charge 4.0/4+

• Поддержка USB Power Delivery: 5В/3А, 9В/3А, 12В/2.25А, 20В/1.35А

• Дополнительные профили Quick Charge: 3.6В-20В с шагом 200 мВ

• Максимальная мощность: фактически - 27 Вт (типичная комбинация: 9В/3А), теоретически - до 100 Вт

Quick Charge 5.0

• Поддержка напряжения более 20В

• Максимальный ток: до 5А+ при использовании двухканальной зарядки

• Максимальная мощность: практически - до 100 Вт

• Типичные комбинации: 20В/5А (100 Вт), 12В/5А (60 Вт)

Технология Quick Charge взяла хороший старт, поскольку обладала широкой совместимостью. Фактически использовать этот протокол могли все устройства на базе процессоров Snapdragon. Кроме того, он позволял заряжать аккумуляторы отдельных смартфонов до 50% за 5 минут (QC 5.0). Правда, по мере распространения SoC от других производителей, влияние QC на рынок снизилось.

USB Power Delivery: универсальный стандарт

USB Power Delivery (USB-PD) - это открытый стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB, который отличается большей универсальностью и применяется не только в смартфонах, но и в ноутбуках, планшетах и других устройствах с портами USB-C.

USB-PD поддерживает множество профилей мощности, что делает его чрезвычайно гибким решением.

Технические характеристики USB-PD 3.1 включают:

• Поддержка мощности до 240 Вт (48 В при 5 А)

• Профили напряжения: 5 В, 9 В, 15 В, 20, 48 В

• Возможность двунаправленной передачи энергии

Одним из ключевых преимуществ USB-PD является внедрение технологии Programmable Power Supply (PPS). PPS позволяет устройству запрашивать точное напряжение и ток в пределах определенного диапазона, что обеспечивает более тонкую настройку процесса зарядки. 

Таким образом один универсальный блок питания с большим количеством поддерживаемых профилей питания можно использовать в паре практически с любыми устройствами, поддерживающими этот протокол. Это могут быть и ноутбуки, и смартфоны, и планшеты, и даже смарт-часы.

Благодаря своей универсальности и широкой поддержке производителями, USB-PD становится де-факто стандартом для быстрой зарядки в индустрии. Многие современные устройства, включая технику Apple, Google и Samsung, поддерживают этот протокол, что способствует созданию единой экосистемы зарядных устройств.

SuperVOOC: низковольтная зарядка

Технология VOOC, разработанная компанией OPPO, и применяемая в том числе в смартфонах Realme, представляет собой инновационный подход к быстрой зарядке, основанный на использовании низковольтной архитектуры. Этот метод существенно отличается от многих других технологий на рынке и обладает рядом уникальных преимуществ.

VOOC использует специализированную схему управления, которая распределяет преобразование напряжения между зарядным устройством и смартфоном, что дополнительно снижает тепловыделение внутри самого устройства.

Технические характеристики VOOC:

• Стандартная версия VOOC: 5 В / 4 А (20 Вт)

• SuperVOOC: до 10 В / 6,5 А (65 Вт)

• SuperVOOC 2.0: до 10 В / 10 А (100 Вт)

• SuperVOOC 240: до 24 В / 10 А (240 Вт)

Одной из ключевых особенностей VOOC является использование специальных аккумуляторов с двойной ячейкой. Эта конструкция позволяет заряжать обе ячейки одновременно, что значительно ускоряет процесс зарядки без увеличения напряжения. Такой подход не только повышает скорость зарядки, но и способствует более равномерному распределению тепла.

У Realme, которая является дочкой Oppo, кстати, есть и собственная разработка. Она называется Realme 320W SuperSonic Charge и была представлена минувшим летом. Эта технология позиционируется как самая быстрая в мире быстрая зарядка смартфонов на момент ее анонса.

Всего за одну минуту она позволяет зарядить аккумулятор емкостью 4000 мАч до 26%, за 2 минуты достигается более чем 50%, а 100% достигается чуть более чем за 4 минуты. Правда, коммерческого распространения эта технология пока не получила, поэтому судить о степени ее влияния на износ аккумулятора еще не представляется возможным.

Huawei SuperCharge: баланс мощности и интеллекта

Технология SuperCharge, разработанная компанией Huawei, представляет собой комплексное решение для быстрой зарядки, сочетающее в себе высокую мощность и широкий спектр защитных механизмов.

Технические характеристики SuperCharge включают несколько итераций:

• SuperCharge 22.5 Вт: 4,5 В - 5 В / 4,5 А

• SuperCharge 40 Вт: 5 В / 8 А или 10 В / 4 А

• SuperCharge 66 Вт: 11 В / 6 А 

• SuperCharge 100 Вт: до 20 В / 5 А

SuperCharge с поддержкой мощности 100 Вт способна заряжать аккумулятор емкостью 4400 мАч от 0 до 100% всего за 20 минут. Эта технология использует двухъячеечную конструкцию аккумулятора и усовершенствованную систему охлаждения для обеспечения безопасности при таких высоких мощностях.

Также для обеспечения безопасности Huawei применяет ряд инновационных решений:

• Использование графеновых материалов в конструкции аккумулятора для улучшения теплоотвода.

• Внедрение AI-алгоритмов для более точного контроля процесса зарядки.

• Применение специальных датчиков температуры, распределенных по всему устройству.

Несмотря на ориентацию фирменных смартфонов Huawei на фирменную технологию зарядки, они обратно совместимы со стандартом USB Power Delivery. Это позволяет пользователям использовать широкий спектр зарядных устройств, сохраняя при этом преимущества быстрой зарядки при наличии совместимого оборудования.

Xiaomi HyperCharge: зарядка до 200 Вт

Компания Xiaomi, известная своими инновационными подходами в мобильных технологиях, представила технологию HyperCharge, которая поднимает планку скорости зарядки на новый уровень. HyperCharge демонстрирует, насколько далеко может зайти технология быстрой зарядки при использовании передовых инженерных решений.

Технические характеристики HyperCharge уже интереснее, чем у многих предыдущих протоколов:

• Мощность: до 200 Вт для проводной зарядки

• Напряжение/ток: варьируется в зависимости от стадии зарядки

• Время зарядки: от 0 до 100% за 8 минут (для аккумулятора 4000 мАч)

Особое внимание Xiaomi уделяет безопасности при использовании столь высоких мощностей. В HyperCharge реализовано более 40 функций защиты, а также алгоритмы машинного обучения для оптимизации процесса зарядки в реальном времени.

OnePlus Warp Charge: эволюция на базе VOOC

Технология Warp Charge, разработанная компанией OnePlus, является эволюционным развитием технологии VOOC. Она сохраняет основные принципы низковольтной архитектуры, но вносит ряд усовершенствований для повышения эффективности и безопасности зарядки.

Основные характеристики Warp Charge:

• Warp Charge 30: 5 В / 6 А (30 Вт)

• Warp Charge 65: до 10 В / 6,5 А (65 Вт)

Ключевой особенностью Warp Charge является использование специализированной схемы управления зарядкой, которая размещается в самом зарядном устройстве. Это позволяет перенести большую часть тепловыделения из смартфона в зарядное устройство, что способствует более эффективному охлаждению и защите внутренних компонентов телефона.

Важным преимуществом Warp Charge является относительная универсальность, которую ей обеспечивает совместимость с предыдущими версиями технологии. Кроме того, устройства OnePlus, поддерживающие Warp Charge, могут также использовать зарядные устройства VOOC и даже стандартные USB-зарядки.

Сравнивая различные технологии быстрой зарядки, можно выделить два ключевых аспекта:

USB Power Delivery является наиболее распространенным стандартом. На фоне Quick Charge от Qualcomm стандарт USB PD выделяется более высокой универсальностью и поддержкой более широкого спектра устройств при внушительных показателях мощности и скорости зарядки.

Проприетарные технологии, такие как OPPO VOOC/Super VOOC, Xiaomi HyperCharge и Huawei SuperCharge демонстрируют еще более высокие показатели мощности и скорости зарядки. Например, Realme 320W SuperSonic Charge способна полностью зарядить аккумулятор за рекордные 4 минуты, а Xiaomi HyperCharge предлагает мощность до 200 Вт. Но важно понимать, что они не отличаются особой универсальностью и, как правило, несовместимы с устройствами других брендов.

Проприетарные технологии быстрой зарядки почти всегда предполагают необходимость использования фирменных комплектующих. Если взять “левый” кабель или блок питания, быстрая зарядка просто не заведется. Смартфон будет заряжаться, но на скоростях, далеких от максимальных. Но, что выбрать, каждый решает для себя сам.