Медленная или быстрая зарядка телефона или смарт-часов? Какое влияние мы оказываем на скорость зарядки (и срок службы?) батареи Li-ion в смартфоне и т.д.?

Autor: Michał Seredziński
2023-10-10
icon
26
icon
1
Медленная или быстрая зарядка телефона или смарт-часов? Какое влияние мы оказываем на скорость зарядки (и срок службы?) батареи Li-ion в смартфоне и т.д.?

Большое количество стандартов зарядки, стандартные зарядные устройства, медленные, быстрые, Quick Charge, Power Delivery, PPS… Безусловно, можно запутаться в современных технологиях зарядки мобильных устройств, однако стоит знать основные принципы работы, а также влияние используемого зарядного устройства на производительность нашего оборудования. Обсуждаемую тему мы разделим на несколько сценариев вместе с типичными вопросами и сомнениями наших клиентов. Статья касается типичной техники зарядки с использованием кабеля с разъемом USB-A – тема беспроводной, индукционной зарядки подчиняется дополнительным законам и ограничениям, которые могут стать темой другого, будущего поста в нашем блоге.

1. Мой смарт-часы требуют зарядного устройства 5V 1A, в то время как на рынке популярны модели с более высокой мощностью и производительностью. Я боюсь, что сожгу свое устройство зарядным устройством 5V 3,4A.

Типичные зарядные устройства USB 5V - это ничто иное, как блоки питания, являющиеся источником питания для подключенного устройства. Самый важный аспект, о котором мы должны помнить, это то, что подключаемое устройство навязывает свои условия такому зарядному устройству – другими словами, оно будет хотеть от зарядного устройства получить конкретное, заранее определенное количество энергии. Устройство, спроектированное под зарядное устройство USB 5V 500 mA, будет заряжаться точно так же и с такой же скоростью, даже если мы подключим его к зарядному устройству, которое в несколько раз быстрее и мощнее. Также с точки зрения пользователя ничего не мешает подключить такое устройство с низкой мощностью к более мощному зарядному устройству – но только при одном условии – только если выходное напряжение обоих зарядных устройств идентично – в случае типичных зарядных устройств с выходом USB, типичное напряжение составляет 5V DC.

2. То есть новое, универсальное зарядное устройство 5V/5A зарядит каждое менее требовательное устройство безопасно и оптимально - даже такое, которое требует максимум 5V/0,5A?

Зарядное устройство USB хорошего качества, теоретически гораздо более мощное, зарядит такие устройства точно так же и так же быстро, если его выходное напряжение (5V) такое же, как у оригинального зарядного устройства.

От этого правила могут быть немногие исключения, однако они будут касаться только несертифицированных и потенциально опасных устройств, где производитель не позаботился о правильном контроле процесса зарядки.

 

Использование более слабого зарядного устройства имеет только одно потенциальное преимущество. Мощное зарядное устройство, работая в условиях очень низкой нагрузки – порядка 5% или 10% своей максимальной производительности, будет работать с достаточно низкой эффективностью – это означает, что немного больше энергии, потребляемой из электрической сети, будет потеряно в цепях такого зарядного устройства.

 3. Мой телефон имеет супербыструю зарядку 80W - заряжает батарею за менее чем полчаса. Я боюсь за срок службы батареи, тем более, что ее не так легко заменить.

Фактически, почти все доступные в настоящее время смартфоны оснащены решениями, ускоряющими зарядку встроенной батареи. Несмотря на заверения производителей, что это не влияет на срок службы батареи, есть обоснованные опасения, что такое обращение с батареей негативно скажется на ее долговечности. Я приведу здесь основные аргументы, поддерживающие вышеуказанную тезу. Более высокие токи зарядки – это более высокая температура компонентов и самой батареи. Как известно, повышенная температура является одним из основных критериев, имеющих непосредственное влияние на более быстрое изнашивание батареи, аккумуляторов и вообще электроники. Кроме того, мы должны быть осведомлены о том, что способность быстро принимать и отдавать энергию имеет только качественная ячейка с низким внутренним сопротивлением. Увеличение сопротивления батареи, связанное с ее естественным износом, приведет к еще большему увеличению температуры во время зарядки, что, в свою очередь, приведет к ее еще более быстрому дальнейшему износу. Мощность зарядки такой батареи в какой-то момент будет значительно ограничена (сработают механизмы безопасности), и несмотря на аналогичное время зарядки, батарея уже будет иметь значительно ограниченную емкость – от этого уже не будет возврата, и такая ячейка будет годиться только для замены.

Наиболее типичный механизм, ускоряющий зарядку, заключается в использовании более высокого напряжения, чем 5V – например, 9V или 12V – чтобы получить такие условия зарядки, нам нужно иметь соответствующее, совместимое зарядное устройство, которое ведет переговоры о условиях зарядки с нашим телефоном и устанавливает оптимальную (обычно максимально быструю) скорость зарядки. В типичной ситуации у нас нет большого влияния на скорость зарядки – желая «замедлить» такое быстрое зарядное устройство, универсальным решением является использование более простого, низкокачественного кабеля, который имеет функции только зарядки – без обмена данными – однако в эпоху устройств, питающихся от USB типа C, такие кабели – редкость.

В такой ситуации остается использовать другое, стандартное зарядное устройство, которое имеет ограниченное выходное напряжение до стандартных 5V DC – например, модели everActive SC–100, SC–200, SC–300, SC–400. После подключения такого стандартного зарядного устройства подключенное устройство не должно договариваться о большей мощности зарядки, чем 10-12W, что уже является относительно низким значением для современных батарей, используемых в смартфонах.

4. Я купил стандартное, но очень мощное зарядное устройство USB everActive SC–400 5V 5A, ведь это все еще высокий ток и аж 25W мощности – разве это не слишком много для моих устройств?

Как мы писали в п.1, это не зарядное устройство, а устройство решает, сколько тока оно возьмет из зарядного устройства. Ни один популярный смартфон не возьмет больше 2-2,4A из стандартного выхода 5V такого зарядного устройства, даже если зарядное устройство имеет большие возможности. Кроме того, использование более длинного кабеля или такого с худшими электрическими параметрами дополнительно замедлит процесс такой зарядки.

5. Я хочу максимально продлить срок службы батареи в моем телефоне, поэтому планирую купить медленное зарядное устройство USB мощностью 5W 5V/1A.

На первый взгляд, это неплохая идея – такое зарядное устройство не сможет отдать значительно больший ток, даже если устройство попытается это заставить, так что фактически мы ограничим таким образом скорость зарядки подключенного телефона.

Однако это влечет за собой другие возможные последствия – зарядное устройство 5V/1A будет работать на постоянной грани перегрузки, когда оно питает устройство, которое пытается взять из него 2A тока. Результатом будет повышенная температура работы такого зарядного устройства, а в крайнем случае его более быстрое изнашивание или даже повреждение.

Если выходная мощность используемого зарядного устройства будет ниже, чем фактические требования нашего устройства, это также может вызывать другие аномалии – в том числе неправильную работу или отключение подключенного устройства.

6. Мой смарт-часы идут в комплекте с зарядным устройством 5V/1A, по моему мнению, это слишком много для такой маленькой батареи – стоит ли искать зарядное устройство 5V/0,5A?

Как мы описывали в п.1, такие смарт-часы спроектированы под конкретную скорость зарядки, и независимо от того, какое зарядное устройство мы подключим, мощность зарядки не будет выше той, которая была спроектирована производителем. Будет ли она ниже – не обязательно – типичный смарт-часы или смарт-браслет обычно не потребляет больше 0,2-0,5A из типичного зарядного устройства, независимо от того, является ли это зарядным устройством 0,5A, 1A или 3A.

Итог

Если у нас действительно есть опасения по поводу слишком быстрой скорости зарядки нашего телефона, разумным решением будет покупка стандартного зарядного устройства USB с ограниченным выходным напряжением до 5V – такими моделями являются, например, модели everActive SC–100, SC–200, SC–300, SC–400. Телефон, питающийся от такого стандартного зарядного устройства, не будет заряжаться с мощностью выше 5-12W, независимо от технологии быстрой зарядки, внедренной производителем нашего смартфона.

В случае смарт-часов или смарт-браслетов дело еще проще, поскольку эти устройства изначально имеют ограниченную скорость зарядки и сами не поддерживают сложные технологии быстрой зарядки – здесь мы можем использовать практически любое зарядное устройство USB, и эффект будет аналогичным.

Тем не менее, помните, что зарядное устройство не должно быть слабее минимальных требований нашего устройства – как мы описывали в п.4 – использование зарядного устройства с более низкой выходной мощностью может привести к его значительному нагреву и работе в не оптимальных для него и для подключенного устройства условиях. В случае устройств, питающихся от порта USB 5V, ничего не мешает использовать зарядное устройство с более высокой выходной мощностью – единственным негативным последствием может быть несколько более низкая эффективность работы зарядного устройства – согласно п.2.

 

Копирование содержания статьи или ее части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.

Рекомендуемые стандартные зарядные устройства USB 5V DC, доступные в нашем оптовом магазине:

everActive SC-100 1xUSB 1A wall chargereverActive SC-100 1xUSB 1A wall charger
everActive SC-100 1xUSB 1A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-1.0A 5.0W
  • total output power: 5W
  • sturdy, one-piece housing
1,79 € gross 1,79 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

everActive SC-100B 1xUSB 1A wall chargereverActive SC-100B 1xUSB 1A wall charger
everActive SC-100B 1xUSB 1A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-1.0A 5.0W
  • total output power: 5W
  • durable, one-piece housing
1,79 € gross 1,79 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

everActive SC-200 1xUSB 2.4A wall chargereverActive SC-200 1xUSB 2.4A wall charger
everActive SC-200 1xUSB 2.4A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-2.4A 12.0W
  • total output power: 12W
  • solid, one-piece housing
2,38 € gross 2,38 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

everActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall chargereverActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall charger
everActive SC-200B 1xUSB 2.4A wall charger for phone / smartphone
  • high efficiency - fast charging
  • USB output: DC 5.0V-2.4A 12.0W
  • total output power: 12W
  • solid, one-piece housing
2,38 € gross 2,38 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

everActive SC-300 3xUSB 3.4A wall chargereverActive SC-300 3xUSB 3.4A wall charger
everActive SC-300 3xUSB 3.4A wall charger for phone / smartphone
  • high efficiency - fast charging of 3 devices at once
  • USB output: DC 5.0V-3.4A 17.0W
  • total output power: 17W
  • three widely spaced sockets - allow for hassle-free connection of even thicker USB cables
4,52 € gross 4,52 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

everActive SC-400 4xUSB 5A wall chargereverActive SC-400 4xUSB 5A wall charger
everActive SC-400 4xUSB 5A wall charger for phone/smartphone
  • high efficiency - fast charging of 4 devices at once
  • USB output: DC 5.0V-5.0A 25.0W
  • total output power: 25W
  • four widely spaced sockets - allow for hassle-free connection of even thicker USB cables
5,48 € gross 5,48 € net
High stock
--
++
pcs.
wish list
Add to cart
wish list
 

icon
26
icon
1
Comments
number of comments: 1
Add a comment

  • OK, to dlaczego w instrukcji producent zastrzega - "ładowarkę do 2 A
    icon
    1
    icon
    0
    • To pytanie do producenta urządzenia. Od strony technicznej zdanie w takiej formie nie ma uzasadnienia.
      Wartość 2A to już dość wysokie natężenie bliskie maksymalnemu (2.4A) dopuszczalnemu z typowego, pojedynczego wyjścia USB 5V. Także trochę niezrozumiały jest taki zapis - takie ograniczenie jest w zasadzie nieskuteczne - praktycznie nie wyklucza zastosowania żadnej ładowarki.
      Przy mniejszych wartościach - np. zapisie w instrukcji wartości 0,5A, czy 1,0A można się zastanawiać, co producent miał na myśli - albo dba o wysoką efektywności procesu ładowania - o tym wspominamy w artykule, albo boi się, że jeżeli w trakcie ładowania zawiedzie układ ładowania w jego urządzeniu to takie podłączone źródło zasilania zostanie zwarte - wówczas prąd zwarciowy 2,4A dla elektroniki jest na pewno bardziej destrukcyjny niż 1A - jednak to już wtórne następstwa już po wystąpieniu awarii w podłączonym urządzeniu. Subiektywnie takie zapisy oceniam jako dodatkowe zabezpieczenie producenta urządzenia, które może przy okazji świadczyć o wątpliwej jakości układu ładowania w samym urządzeniu.
      icon
      2
      icon
      0