Współczesne flagowe modele telefonów są wyposażone w zaawansowane technologie szybkiego ładowania. Jak działają te innowacyjne ładowarki i co sprawia, że stają się jeszcze bardziej efektywne? Odpowiedzi znajdziesz w tym artykule.
Ewolucja szybkiego ładowania
W zasadzie każdy nowoczesny smartfon na rynku obsługuje jakąś formę szybkiego ładowania. Producenci często reklamują swoje urządzenia, podając imponujące dane, takie jak „80% naładowania w pół godziny” lub „pełne naładowanie w mniej niż godzinę”.
Wzrost popularności szybkiego ładowania jest odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na energię, ponieważ wiele osób korzysta z telefonów znacznie intensywniej i potrzebuje ich ładować częściej niż raz dziennie. W obliczu tego zjawiska, większe rozmiary telefonów wymagają pojemniejszych baterii, aby sprostać zwiększonemu zużyciu energii. Bez technologii szybkiego ładowania, czas ładowania mógłby się wydłużyć do kilku godzin.
Na najprostszym poziomie, szybkie ładowanie polega na zwiększeniu mocy wyjściowej (W), która jest dostarczana do akumulatora telefonu. Standardowy port USB przesyła jedynie 2,5 W, podczas gdy ładowarki szybkiego ładowania oferują znacznie większą moc. Nowoczesne urządzenia zazwyczaj dostarczane są z ładowarkami o mocy 15 W, ale niektórzy producenci oferują modele o mocach 50 W, 80 W, a nawet 100 W.
Użytkownik musi jedynie skorzystać z odpowiedniej ładowarki, aby cieszyć się szybkim ładowaniem. Dla producentów, proces ten jest bardziej złożony i wiąże się z zastosowaniem zaawansowanej technologii.
Szybki proces ładowania
Warto zrozumieć prostą formułę: moc (W) oblicza się przez pomnożenie natężenia prądu (A) przez napięcie (V). Natężenie określa ilość przepływającego prądu, podczas gdy napięcie to siła, która ten prąd przemieszcza. Na przykład, ładowanie przy 3A i 5V daje 15W mocy.
Jednym z faktów, które warto zauważyć, jest to, że wielu producentów chwali się możliwością szybkiego ładowania do 50-80% pojemności baterii w ciągu około 30 minut. Dzieje się tak ze względu na sposób ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Jeśli kiedykolwiek obserwowałeś, jak ładowana jest bateria, zauważysz, że prędkość ładowania stopniowo maleje w miarę zbliżania się do pełnego naładowania.
Proces ładowania dzieli się na trzy etapy. Aby uzyskać szczegółowe informacje techniczne, zapoznaj się z „Rysunkiem 1: Etapy ładowania baterii litowo-jonowej” w artykule opublikowanym przez Uniwersytet Baterii. Krótko mówiąc, oto, co przedstawia:
Etap 1 – Prąd stały: Napięcie wzrasta do wartości szczytowej, podczas gdy natężenie pozostaje na wysokim poziomie. To faza, w której urządzenie otrzymuje dużą moc.
Etap 2 – Nasycenie: W tym etapie napięcie osiąga wartość maksymalną, a natężenie zaczyna spadać.
Etap 3 – Doładowanie: Akumulator osiąga pełne naładowanie. W tej fazie energia jest dostarczana powoli lub sporadycznie doładowuje baterię, gdy telefon zużywa energię.
Czas trwania każdego etapu oraz ilość dostarczanej mocy zależą od konkretnego standardu szybkiego ładowania. Standardy te są ustalonymi procesami, które odpowiadają wskazanym urządzeniom, ładowarkom i ich mocom wyjściowym. Różni producenci wprowadzają różne standardy ładowania, które mogą różnić się mocą i czasem ładowania.
Standardy szybkiego ładowania
Poniżej przedstawiamy różne standardy szybkiego ładowania, które są stosowane w telefonach komórkowych:
Zasilanie przez USB: Każdy smartfon korzysta z kabla USB do ładowania – nawet kable Lightning do iPhone’ów Apple mają złącze USB na końcu. USB 2.0, które było powszechnie stosowane przez ostatnie dwie dekady, oferuje maksymalną moc wyjściową na poziomie 2,5 W. W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie, stworzono standard USB-PD, który zapewnia moc do 100 W i jest wykorzystywany w wielu flagowych modelach. Wszystkie urządzenia USB 4 będą obsługiwać technologię USB-PD, co może przyczynić się do jej ujednolicenia.
Qualcomm Quick Charge: Qualcomm to najczęściej stosowany chipset w flagowych urządzeniach z systemem Android, a ich najnowsze procesory obsługują standard Quick Charge. Quick Charge 4+ oferuje moc wyjściową do 100 W.
Samsung Adaptive Fast Charging: Używany w urządzeniach Samsung, zwłaszcza w serii Galaxy, ten standard ma maksymalną moc 18 W i automatycznie dostosowuje prędkość ładowania, aby przedłużyć żywotność baterii.
Ładowanie OnePlus Warp: OnePlus korzysta z własnego standardu Warp Charging, który ładuje ich urządzenia z mocą do 30 W. Zamiast podnosić napięcie jak w innych standardach, ładowanie odbywa się przy pełnej mocy 30 W.
Oppo Super VOOC Charging: Oppo implementuje własny standard, który pozwala na ładowanie urządzeń z mocą do 50 W.
Większość producentów, którzy nie mają własnych technologii szybkiego ładowania, korzysta z USB-PD lub Qualcomm Quick Charge, dostosowując je do własnych urządzeń. Firmy takie jak Apple, LG, Samsung i Google stosują te standardy w swoich flagowych modelach.
Wiele z tych rozwiązań osiąga wyższe prędkości ładowania poprzez zwiększenie napięcia adaptora. Wyjątkiem są rozwiązania Oppo i OnePlus, które koncentrują się na zwiększeniu natężenia, a nie napięcia. Aby skorzystać z szybkiego ładowania tych urządzeń, należy używać ich dedykowanych kabli.
Przyszłość ładowania
Technologie ładowania stale się rozwijają, a producenci nieustannie zwiększają prędkości ładowania. W nadchodzących latach więcej firm będzie badać nowe technologie ładowania, a na rynku mogą pojawić się nowe standardy. Jednak większość z nich najprawdopodobniej będzie oparta na standardzie USB-PD.
Wciąż rozwija się również technologia szybkiego ładowania bezprzewodowego. Przesyłanie dużych ilości energii bezprzewodowo może być niebezpieczne bez odpowiedniego zarządzania temperaturą. Obecnie ładowanie bezprzewodowe jest znacznie wolniejsze od przewodowego, ponieważ firmy technologiczne wciąż pracują nad efektywnym zarządzaniem ciepłem. W odpowiedzi na te wyzwania, takie firmy jak OnePlus wprowadziły bezprzewodowe ładowarki o mocy 30 W, które są wyposażone w duże wentylatory, by zapewnić odpowiedni przepływ powietrza.