Медленная или быстрая зарядка телефона или умных часов? Какое влияние мы оказываем на скорость зарядки (и срок службы?) литий-ионного аккумулятора в смартфоне и т.д.?

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

Большое количество стандартов зарядки, стандартные зарядные устройства, медленные зарядные устройства, быстрые зарядные устройства, быстрая зарядка, Power Delivery, PPS... Вы, конечно, можете потеряться в актуальных технологиях зарядки мобильных устройств, но стоит знать основные принципы работы, а также влияние используемого зарядного устройства на производительность нашего оборудования. Мы разделим обсуждаемую тему на несколько сценариев развития событий вместе с типичными вопросами и сомнениями наших клиентов. В статье речь идет о типичной методике зарядки с помощью кабеля USB-A – тема беспроводной, индуктивной зарядки регулируется дополнительными законами и ограничениями, которые могут стать темой другого, будущего поста в нашем блоге.

1. Для моих умных часов требуется зарядное устройство 5 В 1 А, в то время как на рынке популярны модели с более высокой мощностью и емкостью тока. Боюсь, что я сожгу свое устройство с помощью зарядного устройства 5 В 3,4 А.

Типичные зарядные устройства 5V USB представляют собой не что иное, как блоки питания, которые являются источником питания для подключенного устройства. Самый важный аспект, о котором мы должны помнить, заключается в том, что именно подключаемое устройство накладывает свои условия на такое зарядное устройство – другими словами, оно захочет получать конкретное, заранее определенное количество энергии от зарядного устройства. Устройство, предназначенное для USB-зарядного устройства 5V 500 mA, будет заряжаться точно так же и с той же скоростью, даже если мы подключим его к зарядному устройству в несколько раз быстрее, мощнее. Также со стороны удобства использования ничто не мешает подключить такое маломощное устройство к более мощному зарядному устройству – но только при одном условии – только если выходное напряжение обоих зарядных устройств идентично – в случае типовых зарядных устройств с базовым USB-выходом типичное напряжение составляет 5 В постоянного тока.

2. Итак, новое, универсальное зарядное устройство 5 В/5 А будет безопасно и оптимально заряжать любое менее требовательное устройство, даже те, которым требуется максимум 5 В/0,5 А?

Качественное, теоретически гораздо более мощное USB-зарядное устройство будет заряжать такие устройства точно так же и так же быстро, при условии, что его выходное напряжение (5В) будет таким же, как у оригинального зарядного устройства.

Исключений из этого правила может быть немного, но они будут распространяться только на несертифицированные и потенциально опасные устройства, где производитель не позаботился о должном контроле процесса зарядки.

 

Использование более слабого зарядного устройства имеет только одно потенциальное преимущество. Мощное зарядное устройство, работающее в условиях очень низкой нагрузки – порядка 5% или 10% от его максимальной мощности, будет работать с довольно низким КПД – это означает, что в цепях такого зарядного устройства будет потрачено немного больше энергии, взятой из электросети.

 3. Мой телефон имеет сверхбыструю зарядку мощностью 80 Вт - он заряжает аккумулятор менее чем за полчаса. Я переживаю за время автономной работы, тем более что заменить ее непросто.

На самом деле, практически все доступные сегодня смартфоны оснащены решениями, которые ускоряют зарядку встроенного аккумулятора. Несмотря на заверения производителей в том, что это не влияет на срок службы аккумулятора, есть законные опасения, что такое обращение с аккумулятором негативно скажется на его долговечности. Приведу здесь основные аргументы в поддержку вышеизложенного тезиса. Более высокие зарядные токи означают более высокие температуры для компонентов и самой батареи. Как известно, повышенная температура является одним из основных критериев, которые оказывают непосредственное влияние на более быстрый износ батареек, аккумуляторных батарей и электроники в целом. Кроме того, мы должны отдавать себе отчет в том, что способностью быстро принимать и отдавать энергию обладает только достаточно качественная ячейка с низким внутренним сопротивлением. Увеличение сопротивления аккумулятора, связанное с его естественным износом, приведет к тому, что температура во время зарядки еще больше повысится, что, в свою очередь, приведет к его еще более быстрому износу. Зарядная мощность такой батареи в какой-то момент значительно снизится (сработают механизмы безопасности) и, несмотря на аналогичное время зарядки, батарея уже будет иметь значительно ограниченную полезную емкость – пути назад от этого нет и такой элемент будет годиться только для замены.

Наиболее типичный механизм ускорения зарядки включает в себя использование напряжения выше 5 В – например, 9 В или 12 В – для достижения таких условий зарядки нам необходимо иметь подходящее, совместимое зарядное устройство, которое согласовывает условия зарядки с нашим телефоном и устанавливает оптимальную (обычно как можно быстрее) скорость зарядки. В типичной ситуации мы не имеем большого влияния на скорость зарядки – если мы хотим «замедлить» такое быстрое зарядное устройство, универсальным решением будет использование более простого, уступающего по качеству кабеля, который имеет только функции зарядки – без обмена данными – но в эпоху устройств с питанием от USB Type-C такие кабели встречаются редкоЕлочка.

В такой ситуации единственным вариантом является использование другого, стандартного зарядного устройства, которое имеет ограниченное выходное напряжение стандартным 5 В постоянного тока – например, модели everActive SC–100, SC–200, SC–300, SC–400. После подключения такого стандартного зарядного устройства подключенное устройство не должно договариваться о более высокой мощности зарядки, чем 10-12 Вт, что уже является относительно низким значением для нынешних аккумуляторов, используемых в смартфонах.

4. Я купил стандартное, но очень мощное зарядное устройство everActive SC–400 5V 5A USB, все-таки это высокий ток и целых 25 Вт мощности — не слишком ли это для моих устройств?

Как мы уже писали в пункте 1, не зарядное устройство, а устройство решает, сколько энергии оно будет получать от зарядного устройства. Ни один популярный смартфон не будет потреблять более 2-2,4 А от стандартного выхода 5 В такого зарядного устройства, даже если зарядное устройство имеет больше возможностей. Кроме того, использование более длинного кабеля или кабеля с худшими электрическими параметрами еще больше замедлит процесс зарядки.

5. Я хочу максимально продлить время автономной работы своего телефона, поэтому планирую купить медленное зарядное устройство USB мощностью 5 Вт 5В/1А.

Казалось бы, это неплохая идея – такое зарядное устройство не сможет отдавать значительно больший ток, даже если устройство попытается его принудительно отдать, поэтому мы фактически ограничим скорость зарядки подключенного телефона.

Однако это имеет и другие возможные последствия — зарядное устройство 5 В/1 А будет работать на непрерывном пределе перегрузки, когда оно питает устройство, которое пытается получить от него ток 2 А. Результатом станет повышенная рабочая температура такого зарядного устройства, а в крайнем случае, его более быстрый износ или даже повреждение.

Если текущая эффективность используемого зарядного устройства ниже фактических требований нашего устройства, это также может привести к другим аномалиям, включая неисправность или отключение подключенного устройства.

6. Мои умные часы поставляются с зарядным устройством 5 В / 1 А, на мой взгляд это слишком много для такой крошечной батареи — стоит ли искать зарядное устройство 5 В / 0,5 А?

Как мы описывали в пункте 1, такие умные часы рассчитаны на определенную скорость зарядки и независимо от того, какое зарядное устройство мы подключаем, мощность зарядки не будет выше той, что спроектирована производителем. Будет ли это ниже – не обязательно – типичные умные часы, или смарт-браслет обычно не потребляет больше 0,2-0,5 А от типичного зарядного устройства, независимо от того, идет ли речь о зарядном устройстве на 0,5 А, 1 А или 3 А.

Сводка

Если у вас действительно есть опасения по поводу слишком быстрой скорости зарядки вашего телефона, разумно купить стандартное зарядное устройство USB с ограниченным выходным напряжением 5 В – такими моделями являются, например, everActive SC–100, SC–200, SC–300, SC–400. Телефон, работающий от такого стандартного зарядного устройства, не будет заряжаться на мощности выше 5-12 Вт, независимо от технологии быстрой зарядки, реализованной производителем нашего смартфона.

В случае с умными часами или смарт-браслетами дело еще проще, ведь эти устройства заранее имеют ограниченную скорость зарядки и сами не поддерживают сложные технологии быстрой зарядки – здесь мы можем использовать практически любое USB-зарядное устройство, и эффект будет аналогичным.

Помните, однако, что зарядное устройство не должно быть слабее минимальных требований нашего устройства – как мы описали в пункте 4 – использование зарядного устройства с меньшей емкостью тока может привести к его значительному нагреву и работе в неоптимальных для него и для подключенного устройства условиях. Однако в случае устройств, питающихся от порта USB 5V, ничто не мешает использовать зарядное устройство с более высокой емкостью тока – единственным негативным последствием может быть несколько более низкая эффективность зарядного устройства – согласно пункту 2.

 

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

Рекомендуемые стандартные USB-зарядные устройства 5 В постоянного тока, доступные у нашего оптовика:

[баннер=188/] 

[баннер=189/] 

[баннер=190/] 

[баннер=191/] 

[баннер=192/] 

[баннер=193/] 

icon
26
icon
1
Комментарии
liczba komentarzy: 1
Добавить комментарий

  • 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