Наверняка многие замечали, что отдельные автомобильные зарядные устройства заряжают смартфоны медленнее, чем сетевые.
Особенно это касается дешевых моделей.
Заодно можно потыкать их тестером с калиброванной нагрузкой и убедиться, что они правильно выдают нужные вольты и амперы.
Для этого есть две причины.
Но сначала несколько слов о литий-ионной зарядке, логике контроллеров в смартфонах и лжи китайских производителей зарядных устройств.
Теория
Зарядка «литий-иона» — сложный и многоэтапный процесс.Обычно он состоит из двух фаз: на первой (основной) стадии контроллер подает постоянный ток и ждет, пока напряжение аккумулятора достигнет максимального значения (обычно при заряде ~80%).
Затем он переходит в режим подзарядки.
В нем на аккумулятор подается максимальное регулируемое напряжение, которое для современных аккумуляторов составляет 4,2-4,4 В (и которое не может быть превышено даже на 0,1 В), с регулируемым током.
Те, кого интересуют подробности о циклах заряда и разряда, допустимых токах и сроке службы в зависимости от времени, температуры и других параметров, могут ознакомиться с этим.
этот статья, во второй части которой все это подробно изложено.
Контроллер управляет всеми этими процессами.
Иногда контроллеры интегрируются в SoC, но чаще встречаются внешние решения.
Контроллеры одновременно контролируют несколько параметров процесса, включая ток, напряжение источника и батареи, а также температуру аккумуляторных элементов.
Но главное то, что они способны работать с одним главным неизвестным – источником питания.
Поэтому перед началом зарядки контроллер выполняет ряд тестов, чтобы понять возможности подключенного зарядного устройства и не перегрузить его.
После проверки зарядного устройства контроллер устанавливает предельное значение потребляемого тока, которое считает приемлемым и безопасным в каждом конкретном случае.
Основным параметром, проверяемым на этапе тестирования зарядного устройства, по всей видимости, является падение напряжения при подключении определенной токовой нагрузки.
Если напряжение источника 5 В падает ниже 4,8 В, зарядное устройство снижает нагрузку на одну ступень и снова контролирует напряжение.
По моим наблюдениям, для смартфонов с максимальным регулируемым током заряда 1 А в контроллерах используются следующие ступени: 0,4 А, 0,5 А, 0,7 А и 1 А.
Следует понимать, что потребляемая мощность современного смартфона во время Средняя сложность игры в 3D-действии составляет примерно 2,5 Втч, что соответствует 0,5 А при интерполяции на 5-вольтовый источник питания.
Аналогичное потребление энергии будет происходить, когда смартфон находится в режиме навигатора, что он чаще всего и делает в машине.
Это означает, что если смартфон активно используется и источник питания выдает менее 0,7 А, аккумулятор смартфона не будет заряжаться (здесь мы учитываем всевозможные потери).
Тесты
Именно ситуация с двумя зарядными устройствами, оказавшимися в моем арсенале в одной из дальних поездок, подтолкнула меня к вопросу о тестировании.Первый честно выдавал 0,7 А при напряжении 5 В, но смартфон, работающий в режиме навигатора, за несколько часов не только не восполнил заряд аккумулятора, но и полностью его разрядил.
По тестам вторая зарядка выдала уверенные 2 А на любом из разъемов, но с ней ситуация полностью повторилась.
В итоге я заказал на Алиэкспресс еще три модели и протестировал работу всех пяти при статической нагрузке 1 и 2 А, а также на пяти смартфонах, которые были на тот момент под рукой.
Тесты статикой выявили два интересных момента: китайцы откровенно обманывают с заявленными характеристиками дешевых моделей (в этом никто не сомневался).
Кроме того, их и без того невысокая производительность снижается до совершенно неприемлемых значений уже через пару минут по мере нагревания электроники зарядного устройства.
Чтобы не загромождать статью, я решил убрать из рамки все тесты со статическими нагрузками, оставив для каждого заряда только значения максимально стабильного тока и напряжения на одном порту до и после прогрева.
Но если кто-то хочет увидеть все статические измерения с нагрузками 1 и 2 А, их можно найти здесь .
Единственный нюанс, у меня под рукой был нагрузочный модуль с максимальным током 2 А.
А если порт был способен выдать больше, то об этом можно догадываться только по уровню напряжения.
Сам процесс тестирования был предельно прост: к 12-вольтовому полностью заряженному аккумулятору емкостью 7 Ач подключалось еще одно зарядное устройство, а к нему поочередно подключались пять тестовых смартфонов, аккумуляторы которых заряжались на 25-40%.
Для каждого смартфона записывались ток и напряжение, выбранные им для зарядки, пока зарядное устройство было еще холодным.
Смартфонов было пять.
Две старички: Samsung Galaxy Nexus (GT-i9250) с максимальным током потребления 1 А и Zopo ZP-100 (максимальный ток ~700 мА).
Плюс три совершенно новых: Huawei P9 Light, Apple iPhone SE и ZTE Axon 7 mini. Первые два ограничены током 1 А, тогда как ZTE использует технологию Qualcomm Quick Charge 2.0 и может потреблять до двух ампер от 5-вольтового источника.
Вот общая таблица результатов.
В первой строке показаны параметры, которые выдают зарядные устройства за первые пару минут. Во второй строке идут те, которые устанавливаются через некоторое время.
Если с аккумулятором все в порядке, значит использовался максимально возможный режим связи зарядное устройство-смартфон.
Красным выделены случаи, когда смартфон включил более слабый режим, чем изначально могла обеспечить зарядка.
| СА 2211 | ХЗ-008 | XKY-013 | с экраном | "бочка" | |
| Проблемы в начале | 0,7 А, 4,95 В | 0,7 А, 4,95 В | 0,98 А, 4,98 В | 1,86 А, 4,8 В | 2,01 А, 5,19 В |
| Максимально стабильный режим | 0,56 А, 4,81 В | 0,56 А, 4,83 В | 0,65 А, 4,89 В | показатели не падают | показатели не падают |
| Галактика Нексус | ХОРОШО* | ХОРОШО | 0,72 А, 4,9 В | 0,76 А, 5,01 В** | 0,42 А, 5,3 В |
| ЗП-100 | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО |
| P9 Свет | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО |
| айфон SE | 0,5 А, 4,98 В | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО | ХОРОШО |
| Аксон 7 мини | ХОРОШО | 0,5 А, 5,01 В | 0,72 А, 5,03 В | ХОРОШО*** | ХОРОШО |
| Минимальная цена, руб.
|
30 | 28 | 55 | 163 | 160 |
** - на втором разъеме стабильный результат не более 0,4 А при 5,08 В.
*** - смартфон не пытался брать со второго разъема более 1,25 А, тогда как с первого стабильно вытягивал 1,6 А.
Выводы испытаний
1. Китайцы беззастенчиво врут о характеристиках своих зарядных устройств, так как для всех из них (кроме HZ-008) был обещан ток до 2 А.2. Есть «капризные» смартфоны, которым нравятся не все зарядные устройства.
3. Наименее требовательны к зарядке контроллеры для простых и дешевых смартфонов (и других устройств) (см.
ZP-100).
4. Если напряжение источника падает ниже 4,8 В, контроллер заряда снижает ток нагрузки на одну ступень.
В большинстве случаев регулировка производится только один раз перед началом процесса зарядки.
5. QuickCharge 2.0 отслеживает параметры источника постоянно, а не только перед началом процесса.
6. Если вы покупаете недорогое зарядное устройство, всегда есть вероятность, что оно может не понравиться вашему смартфону, даже если оно исправно выдает заявленные амперы и вольты.
Что показало вскрытие
В чем причина такой избирательности? Если оставить за кадром фантастический нигилизм Galaxy Nexus, который от одной зарядки не брал более 0,7 А, то остальные «претензии» касаются качества источников по току и напряжению.В то же время некоторые смартфоны распознают проблемные заряды до тех пор, пока через них не начнут утекать ток и напряжение.
Axon 7 mini справляется с этой задачей лучше всего.
На всех моделях зарядки установлены ШИМ, отвечающие за снижение напряжения с 12 до 5 вольт. Добавляют простой LC-фильтр для сглаживания пульсаций, а также добавляют на вход один конденсатор, как того требуют производители ШИМ.
SA 2211 и HZ-008 имеют один и тот же ШИМ AD84064Q, который по характеристикам не должен выдавать стабильный ток более 0,8 А, что мы и видим на практике.
Кроме того, при нагреве производительность существенно падает. А какой ШИМ установлен в черном зарядном устройстве, которое показало лучшие результаты в статических условиях и суммарном токе более 3 А, остается загадкой.
На чипе вообще не было маркировки.
При этом Galaxy Nexus отказался принимать от него ток более 0,4 А.
Можно предположить, что причина такого поведения – плохо сглаженная рябь.
Однако LC-фильтр в нем, похоже, реализован гораздо лучше, чем в том же SA 2211. Но проверить его работу без специальных инструментов, например осциллографа, очень сложно.
Возможно, куплю какую-нибудь недорогую модель у китайцев и проведу более детальное изучение.
P.S. Чуть не забыл, с сетевыми зарядками примерно та же история.
В своей практике я сталкивался с ситуацией, когда разные смартфоны брали разный ток от одного зарядного устройства.
Но будучи сразу связанными со своей семьей, мы использовали это по максимуму.
Теги: #Смартфоны #Энергия и аккумуляторы #Автомобильные гаджеты #зарядка через USB
-
Какой У Вас Среднемесячный Доход?
19 Oct, 24 -
Qt 5.1 И Правильное Развертывание В Windows
19 Oct, 24 -
Андрей Ершов Советский Пионер
19 Oct, 24
