21.6 C
София

Особеностите на стандартите за бързо зареждане: USB Power Delivery и Qualcomm Quick Charge

Най-четени

Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Ежедневен автор на новини. Увличам се от съвременни технологии, оръжие, информационна безопасност, спорт, наука и концепцията Internet of Things.

Нека за малко да си припомним какво беше преди 10 години: на пазара се продават първите iPhone, различни комуникатори с Windows Mobile и първите Android смартфони. Тези устройства имат акумулаторни батерии с капацитет 1200-1500 mAh и зарядни с параметри 5 V и около 1 A, с които мобилните устройства се зареждат за час и половина-два. Тогава мобилните телефони издържаха едно денонощие с едно зареждан и почти никой не се оплакваше от дългото време на зареждане.

Но с времето смартфоните станаха по-бързи, капацитетът на батериите се увеличи, а времето на автономна работа започна да пада. Налагаше се твърде често да се стои до контакта, само да може телефонът да издържи до вечерта. Съвсем логично, производителите потърсиха решение на този проблем: тогава нямаше как да се увеличи още повече капацитета на батериите и трябваше да се измисли начин те да се зареждат по-бързо. Така възникнаха стандартите за бързо зареждане, на които сега ще се спрем.

USB Battery Charging Revision 1.2

Този стандарт бе приет от USB консорциума още през 2011 година и всеки производител може да го ползва напълно безплатно, стига неговото устройство да има USB порт. Но докато стандартният USB 3.0 дава до 900 mA ток при напрежение 5 V, този стандарт позволява 1,5 А ток – тоест, един и половина пъти повече, с което времето за зареждане съществено намалява.

Но този стандарт не се разпространи особено много. Най-често подобен мощен порт се поставя само в топ-дъната и лаптопите, като той се отбелязва с червен цвят или иконка на мълния.

Само че производителите на смартфони продължиха да поставят в комплектите 5V/1A зарядни и за използването на Battery Charging 1.2 се налага закупуването на друго зарядно. Но този стандарт сериозно намали времето на зареждане без никаква вреда за батериите и мобилните устройства.

Qualcomm Quick Charge 1.0-2.0

Това е най-известният стандарт за бързо зареждане, който Qualcomm анонсира през 2013 година. Версия 1.0 се поддържа само от SoC Snapdragon 600. Напрежението си остана стандартните 5 V, но токът бе увеличен до 2 А. Тоест, с една трета повече от BC 1.2. Тази версия не стана популярна и няма да се спираме повече на нея.

QC 2.0 стана първият наистина популярен стандарт за бързо зареждане. Той се поддържа от чиповете Snapdragon 200, 208, 210, 212, 400, 410, 412, 415, 425, 610, 615, 616, 800, 801, 805, 808 и 810. Основната разлика от предишните стандарти е, че токът престана да расте и е ограничен до 2 А, но напрежението може да се покачва чак до 12 V.

Причината за това решение е доста банална. Повечето USB-microUSB кабели от това време издържат ток не повече от 2 A, като в противен случай започват да прегряват, което е опасно. Както знаем, топлинните загуби са пропорционални на силата на тока и съпротивлението на квадрат. Ето защо Qualcomm тръгна по друг път – компанията качи напрежението, а тока остави на ниво под 2 А. В крайна сметка, максималната мощност бе увеличена до 18 W (12 V и 1,67 A) срещу 10 W (5 V и 2 А) при предишната версия на QC.

Разбира се, за регулирането на напрежението се използват специални контролери както в зарядното, така и в смартфона. те обменят данни чрез D+/D- пиновете на USB порта и смартфонът самостоятелно подбира необходимите напрежение и сила на тока. Ако зарядното не поддържа QC – тоест, не реагира на сигналите на D+/D-, то зареждането става чрез обикновените 5V/1A.

Уви, с излизането на QC 2.0 възникнаха първите проблеми. При неправилно подаване на по-голяма мощност, батериите започнаха да се нагряват, което съкращава времето на тяхната работа. Разбира се, стандартът указва безопасния диапазон на температурите, при превишаването на който зарядното автоматично се изключва. Но производителите често си затварят очите за това, за да могат маркетолозите да радват хората с изречения от рода на „80% само за един час…“.

Ситуацията се влоши с излизането на горещия Snapdragon 810. При включването на зарядното, фоновите процеси се увеличават – например, започват обновяванията и други подобни. Процесорът започва да грее, греят и батериите и потребителите започнаха да се оплакват от повредени дънни платки в смартфоните. Най-много оплаквания бяха регистрирани от притежателите на LG G4, Nexus 5x и Flex. Компанията LG посъветва потребителите да използват бързото зареждане само при необходимост, а през нощта да се използва бавно зареждане. Но потребителите никак не харесаха тази препоръка и подадоха колективен съдебен иск срещу LG.

Самата Qualcomm не съобщава времето на зареждане – тя само казва, че сега процесът в със 75% по-бърз в сравнение с QC 1.0. Независимите тестове показват, че смартфон с 3000 mAh батерия с помощта на QC 2.0, зареждането е с около 50% по-бързо и отнема около 40 минути.

USB Power Delivery

През 2015 година масово започнаха да се появяват устройства с USB-С порт. Протоколът на USB-С включва спецификациите на редица други протоколи, проблеми с поддръжката на USB 2.0 или 3.0 нямаше и производителите започнаха да използват новия порт.

Но след това стана интересно: USB консорциумът създаде стандарта Type-C 1.2, в който се поддържа 3 А ток при напрежение 5 V. Смартфоните Lumia 950 и 950XL са с този тип бързо зареждане. На пръв поглед всичко е отлично и не би трябвало да има никакви проблеми с QC. Уви, не – кабелите за това бързо зареждане имат вграден специален чип, който може да работи само с 5V. Но QC 2.0 да си припомним, може да качва напрежението до 12 V. И тъй като в QC няма никаква проверка за наличието на този чип в кабела, това може да се окаже фатално както за кабела, така и за смартфона.

Разбира се, Google нямаше как да не реагира и официално препоръча на производителите на смартфони да се откажат да използват USB-С заедно с QC 2.0. Но както се и очакваше, много производители (например OnePlus) увериха потребителите, че с техните кабели няма никакви проблеми. А ако сте използвали кабели на друг производител, това си е ваш проблем.

След това стана още по-интересно. За да не се объркват кабелите, които могат да пропускат 3 А, 1.5 А и 1 А, консорциумът USB реши в тях да се вграждат резистори от 10, 22 и 56 килоома съответно. Но китайците започнаха да поставят в своите евтини кабели резистори само от 10 килоома. Естествено, по този начин устройствата с поддръжката на USB-C 1.2 считат, че могат да получат 3 А ток и ги искат от зарядното. В този случай, зарядното ще подаде колкото може ток, но едва ли той ще бъде 3 А. Напълно е възможно зарядното да изгори и да повреди смартфона.

Тази ситуация се промени през 2015 година. когато USB консорциумът одобри спецификациите на Power Delivery 3.0, стандарта, който най-вероятно ще започнат да използват всички. Новият стандарт дава възможност за промяна на напрежението от 5 до 20 V и на тока от 1,8 до 5 А. Виждаме, че максималната мощност може да нарасне до цели 100 W – тази мощност е достатъчна за зареждането на лаптоп и някои съвременни устройства (Xiaomi Notebook и Apple MacBook) вече го използват. При това, конекторът може да бъде всякакъв – USB-C, microUSB и дори USB-А. И още, подаването на енергията може да става в двете посоки – тоест, със смартфона може да се зареди друг смартфон. Налице е и обратна съвместимост с USB-C 1.2 и е възможно зареждането от зарядно с Power Delivery стандарта (Lumia 950).

Всички възможни комбинации са показани в таблицата по-долу:

Qualcomm Quick Charge 3.0-4.0

Естествено, Qualcomm много добре разбира, че проблемът с прегряването на кабелите трябва да бъде решен и през 2016 година с излизането на Snapdragon 820/821, бе представена технологията QC 3.0. Компанията престана да увеличава мощността на зареждането – тя си остана в пределите на 18 W. Но настройката на напрежението стана много гъвкава. Докато във версия 2.0 напреженията бяха твърдо зададени на 4, 9 и 12 V, в новата спецификация напрежението може да се променя със стъпка 0,2 V в диапазона от 3,6 до 20 V. Освен това, производителите на смартфони могат да ограничават зарядното напрежение, например на ниво от 12 V. Като се има предвид, че новите Snapdragon (технологията се поддържа от 821, 820, 620, 618, 617 и 430) са много по-хладни от неудачния 810, може да се каже, че проблемът с прегряването бе решен.

Но, уви, проблемът с USB-C порта си остана и използването на нестандартни или други кабели за бързо зареждане чрез този порт все още бе рисковано. Що се отнася до скоростта на зареждане Qualcomm заяви, че смартфоните с QC 3.0 се зареждат до 70% само за половин час:

Стандартът QC 4.0 бе представен през 2016 година и реши редица проблеми. Първо, вече могат да се използват всякакви USB-C кабели. Разбира се, от вида на кабела ще зависи скоростта на зареждане, но при всички случаи зареждането ще става по-бързо, отколкото със стандартните 5V/1A. Втората особеност е пълната съвместимост с Power Delivery, понеже в началото, зарядното запитва мобилното устройство, към което е включено, дали поддържа PD и ако не – се избира QC режима.

Спецификациите на QC 4.0 са подобни на 3.0 – до 18 W при ток до 2 А и напрежение до 12 V. Но в режима на поддръжка на PD стандарта, мощността се качва до 27 W. Този стандарт се поддържа от чиповете Snapdragon 630, 636, 835. Qualcomm обръща внимание, че новата технология позволява само за 5 минути да се зареди смартфон с 2750 mAh батерия с енергия достатъчна за 5 часа използване. А за 15 минути батерията се зарежда от 0 до 50%.

Стандартът QC 4+, представена през 2017 година, не се различава особено много от 4.0. Използваната технология Dual Charge разделя тока на два потока, което намалява температурата с 3 градуса по Целзий и увеличава скоростта на зареждане с 15%. Поддържа се от процесорите Snapdragon 660, 670, 710, и 845.

Таблицата по-долу показва всички версии на QC:

Обратната съвместимост

Всички версии на QC още от 2.0, са обратно съвместими. Тоест, ако смартфонът има по-нова версия на QC от поддържаната от зарядното, то ще се използва протокола на зарядното, но с енергийната ефективност на версията на телефона. А ако се включи смартфон с по-стара версия на QC към зарядно с по-нова, то ще се използва QC версията на мобилното устройство.

Съвместимостта на Power Delivery с Quick Charge 2.0 и 3.0

Официално подобна съвместимост няма. Но на практика са възможни различни варианти. Така например, има смартфони (Nexus 5x и 6p), които поддържат както PD, така и QC, които и в двата варианта се зареждат бързо. Другият вариант е, когато телефонът и зарядното не могат да се разберат и в този случай започва да се използва старото стандартно 5V/1A бавно зареждане. А може и да не започне никакво зареждане. Най-лошият вариант е към устройство без поддръжката на PD да се включи USB-C 1.2 зарядно, което поради евтин кабел с 10 килиоомово съпротивление да се подадат 5V/3A. Тук ситуацията е непредсказуема – смартфонът може да изгори, а може и изобщо да престане да се зарежда. Ето защо, ако вашият смартфон поддържа QC 2.0 или 3.0, много внимателно подбирайте кабела и зарядното устройство.

 


През следващите няколко дни ще се спрем върху технологиите на бързо зареждане на Apple, Huawei, Mediatek и някои други.

Предишна новинаEasyBCD 2.4
Следваща новинаHuawei премахва прореза в новия си смартфон
Абонирай се
Извести ме за
guest
6 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари

Нови ревюта

Подобни новини