Kako radi brzo punjenje? Svaki standard uspoređen

Na sve konkurentnijem tržištu pametnih telefona ljudi pomno ispituju svaku značajku koju pametni telefoni nude, od veličine zaslona do procesorske snage, prije nego što odaberu najbolji pametni telefon za njih.

Relativna novost u redovima traženih značajki je brzo punjenje. Tehnologija sada omogućuje brzo punjenje tijekom ograničenih zastoja koje nalazimo u našem užurbanom svakodnevnom životu. Tko ne bi želio pametni telefon koji se puni za nekoliko minuta umjesto sati?

Kad bi barem bilo tako jednostavno. Standardi punjenja komplicirana su mješavina kemije i fizike i svaki ima svoje skupove ograničenja, a problem je i nekompatibilnost. Da stvar bude još gora, proizvođači pametnih telefona često stavljaju zbunjujuće oznake na svoju tehnologiju punjenja.

Dakle, kako funkcionira brzo punjenje? Duboko udahni. Naš vodič kroz najpopularnije standarde bežičnog punjenja na tržištu razlaže ih na najosnovniju razinu. Ovdje je sve što trebate znati o Samsung Adaptive Fast Charging, USB Power Delivery, Qualcomm Quick Charge, OnePlus Warp Charge i više.

Osnove

Koliko brzo punjenje radi

Prije nego što zaronimo u korov, počnimo s osnovama.

Svaki pametni telefon ima bateriju i svaka baterija isporučuje snagu na više-manje isti način.

Ćelije koje se sastoje od dvije elektrode (jedna pozitivna i jedna negativna) i elektrolita kataliziraju reakcije koje pretvaraju spojeve u nove tvari. Tijekom vremena, ioni - atomi s premalo ili previše elektrona - formiraju se u elektrodama, pokrećući protok elektrona na negativni vanjski terminal baterije i opskrbu vašeg telefona električnom energijom naplatiti.

U baterijama koje se ne mogu puniti te se kemijske reakcije događaju samo jednom. Ali u punjivim litij-ionskim baterijama koje napajaju pametne telefone, reakcije su "povratne". Kada baterija pražnjenja, kemijska reakcija proizvodi elektricitet, a kada se baterija ponovno puni, kemijske reakcije apsorbiraju vlast.

Brzo punjenje

Tako smo ustanovili kako se baterije pune i prazne. Ali da biste razumjeli koliko brzo punjenje funkcionira, morate znati nešto o nečemu što se zove kontroler punjenja.

Kratka napomena:

Budući da ćemo tijekom naše rasprave govoriti o voltima, amperima i vatima, evo osvježenja. Volti su mjera napona, amperi su mjera struje, a vati su mjera električne snage. Uobičajena analogija je vrtno crijevo: volti su ekvivalentni tlaku vode u crijevu; struja je ekvivalentna brzini protoka; snaga u vatima jednaka je volumenu mlaza izljeva. Vati su, dakle, umnožak volta i ampera — volti (V) puta amperi (A) jednako su vati (W).

Baterije pametnog telefona se pune kada kroz njih prolazi struja. Veća struja i viši napon brže pune baterije, ali postoji ograničenje onoga što mogu podnijeti. Kontroler punjenja (IC) štiti od opasnih skokova struje.

Upravljački čip regulira ukupni protok električne energije u i iz baterije. Općenito govoreći, litij-ionski regulatori definiraju struju (u amperima) kojom se baterija puni mjerenjem struje i napona ćelije baterije i zatim podešavanjem struje koja teče. Neki koriste DC-to-DC pretvarač za promjenu ulaznog napona, a moderniji integrirani krugovi prilagođavaju otpor između ulaza punjača i terminala baterije kako bi povećali ili smanjili protok struje.

Količina struje koju regulator punjenja troši općenito je određena softverom telefona.

USB standardi punjenja

Osim ako još uvijek ne koristite Palm Pilot iz ranih 90-ih, velika je vjerojatnost da se vaš pametni telefon puni putem USB kabela. Postoji stvarno dobar razlog: osim činjenice da je USB kabele relativno lako pronaći dana, USB ima stvarno robustan, dobro definiran standard punjenja koji se zove USB Power Delivery Specifikacija.

Forum implementatora USB-a navodi nekoliko tipova, po jedan za svaku odgovarajuću USB specifikaciju: USB 1.0, 2.0, 3.0/3.1/3.2 i USB4. USB 1.0 i 2.0 su sve rjeđi i nekompatibilni s našim modernim pametnim telefonima. Prema zadanim postavkama, USB 3.0 priključci guraju 5 V/0,9 A (4,5 W).

Ali nadogradnjom na fizičku USB-C vezu (ovalni reverzibilni utikač na novijim pametnim telefonima) i USB 3.1 (i verzije nakon njega), PD može postati posve druga životinja. Tehnički je sposoban nositi specifikacije USB 2.0, ali većina proizvođača odlučuje se za najnovije standarde kao što su USB 3.2 ili USB4, koji potencijalno mogu isporučiti puno veći napon.

Ovi kasniji USB standardi omogućuju uređajima da iskoriste specifikaciju USB Power Delivery (USB-PD), koja, od USB-PD verzije 3.1, ima maksimalnu izlaznu snagu punjenja od 48 V (240 W), iako se uređaji za početak drže verzije od 20 V/5 A (100 W). Pametni telefoni još ne troše toliko energije - proizvođači se obično drže niže amperaže (poput 3 A), ali to je dobro za USB-C prijenosna računala kao što su MacBook Pro i Google Chromebook Pixel.

Stvari pomalo kompliciraju specifikacije punjenja baterije, koje se posebno bave strujom koja se crpi iz USB priključka za punjenje. Najnovija specifikacija, Rev 1.2, definira tri različita izvora napajanja: standardni nizvodni priključak (SDP), nizvodni priključak za punjenje (CDP) i namjenski priključak za punjenje (DCP). CDP, specifikacija u modernim pametnim telefonima, prijenosnim računalima i drugom hardveru, može dati do 1,5 A.

Potpuno usklađeni pametni telefoni i punjači poštuju ograničenja USB 2.0 i BC1.2, ali nisu svi telefoni i punjači usklađeni. Zato se, općenito govoreći, pametni telefoni uvijek postavljaju na najnižu brzinu punjenja.

Međutim, USB specifikacije više su smjernice nego izreka. Standardi brzog punjenja kao što su Qualcommov Quick Charge i Samsungov Adaptive Fast Charging mogu premašiti USB parametrima napona specifikacije, ali namjerno — zato se vaš telefon može ponovno napuniti za nekoliko minuta, a ne sati.

Standardi brzog punjenja: Koja je razlika?

USB-PD također osigurava samo snagu koja je potrebna uređaju, tako da isti USB-PD punjač može puniti pametni telefon najvećom brzinom, ali također puniti prijenosno računalo pri njegov najveća brzina.

Različiti proizvođači različito koriste USB-PD standard. Evo kako ga Apple i Google koriste, na primjer.

Apple brzo punjenje preko USB-PD

Pros

• USB-PD, industrijski standard, radi sa sve većim brojem uređaja.

Protiv

• Morat ćete izdvojiti nekoliko dolara da biste iskoristili prednost - Apple ne uključuje USB-PD-kompatibilne punjače u kutiji za mnoge svoje telefone.

Standard USB Power Delivery (USB-PD) razvio je Forum implementatora USB-a (USB-IF), i to je standard koji svaki proizvođač može koristiti na bilo kojem uređaju s USB priključkom. Sposoban je isporučiti do 100 W, tako da je prikladan za upotrebu sa svim vrstama uređaja osim pametnih telefona, uključujući neka prijenosna računala, pod uvjetom da imaju USB-C priključak. USB-PD donosi i druge prednosti. Smjer snage nije fiksan, pa ćete pronaći prijenosni punjači baterija, na primjer, koji imaju USB-C priključak koji se može koristiti za punjenje drugog uređaja ili za punjenje same baterije.

Apple iPhone od iPhonea 8 do modele iPhone 12 implementirati USB-PD, isti industrijski standard koji koriste iPad Pro, 12-inčni MacBook, Googleov Chromebook Pixel i Lenovo X1 Carbon. Međukompatibilnost je njegova najveća prednost — USB-PD ne zahtijeva nikakve posebne kabele ili zidne adaptere.

Podržani izlazi, kabeli i adapteri

Morat ćete izdvojiti za dodatke ako želite iskoristiti prednosti USB-PD kompatibilnost iPhonea jer Apple do nedavno nije pakirao USB-C kabele ili adaptere u iPhone kutije. Također ćete morati kupiti Lightning na USB-C kabel koji podržava USB-PD — ako koristite standardni Lightning kabel s USB-C na USB-A adapterom, punjač će prema zadanim postavkama imati najnižu snagu.

Evo što Apple preporučuje:

• Apple 18W, 20W, 29W, 30W, 61W, 87W ili 96W USB-C adapter za napajanje.
• Usporedni USB-C adapter treće strane koji podržava USB Power Delivery (USB-PD).

Brzina punjenja

Bez obzira koji USB-C punjač kupite, morat ćete se pomiriti s čvrsto kodiranim sigurnosnim ograničenjima u svom iPhoneu. Brzo punjenje počinje kada je kapacitet između 0% i 79%, ali prestaje kada dosegne 80%.

Ako vam ne smeta izdvojiti nekoliko dodatnih dolara za dodatke za punjenje, dobit ćete mnogo brže punjenje nego što biste inače. iPhone s brzim punjenjem može se napuniti od 0% do 50% u 30 minuta pomoću USB-PD-a.

Google brzo punjenje putem USB-PD

Pros

• Isti USB-PD komplet radit će s brojnim uređajima.
• Google isporučuje punjač za brzo punjenje i kabel u kutiji.

Protiv

• Najveće brzine nisu baš tako velike kao što nude neki drugi proizvođači.

Svaki Google Pixel telefon, od originala do Pixel 4a, sposoban je za brzo žično punjenje do 18 W pomoću USB-PD standarda. Ne zahtijeva nikakve posebne punjače ili kablove.

Podržani izlazi, kabeli i adapteri

Možete koristiti punjač i kabel iz kutije sa svojim Pixel telefonom kako biste uživali u maksimalnim brzinama punjenja. Ako se odlučite za dodatke trećih strana, koristite bilo koji USB-C s USB 2.0 adapterima i kabelima. Ako upotrebljavate USB-C na USB-A kabel, on će puniti vaš Pixel sporije, bez obzira na strujni adapter na koji se spajate.

Brzina punjenja

Pixel telefon može se brzo puniti od 0% do oko 80%, ali će usporiti nakon te točke. Ista ograničenja naići ćete na većinu telefona.

Korištenjem isporučenog kabela i adaptera od 18 W ili bilo kojeg pristojnog drugog proizvođača sa sličnim ili višim ocjenama, možete dobiti sedam sati korištenja nakon 15-minutnog punjenja.

Qualcomm Quick Charge

Pros

• Jedan od najčešće primjenjivanih standarda punjenja.
• Unazad kompatibilan sa starijim verzijama Quick Chargea.
• Ugrađene sigurnosne značajke sprječavaju pregrijavanje i kratki spoj.

Protiv

• Quick Charge 3.0 nije kompatibilan s USB-PD-om.

Quick Charge proizvođača čipova Qualcomm je jedan od najčešće implementiranih standarda punjenja na tržištu. To nije pogreška - to je dodatna značajka Qualcommove tehnologije sustava na čipu, poput Snapdragona 855, 845, 835, 820, 620, 618, 617, 430 i drugih, koja pokreće telefone poput Samsung Galaxy S10, Google Pixel 3, i LG V40 ThinQ. Ali tehnologija nije vezana za Qualcommove Snapdragon procesore - bilo koji proizvođač pametnih telefona može slobodno licencirati Quick Charge tehnologiju kontrolera napajanja.

Tehničke specifikacije i kompatibilni adapteri

Quick Charge postiže brzo punjenje povećanjem napona punjenja, što zauzvrat povećava snagu u vatima. Najavljeno u srpnju 2020. Brzo punjenje 5 najnoviji je standard u seriji, obećavajući mogućnost punjenja telefona do 50% u pet minuta. Dok je podrška trenutno ograničena na novije telefone kao što je Samsung Galaxy S20, Podrška za Quick Charge 4.0+ postaje sve popularnija. Možete ga pronaći u telefonima poput LG G8 ThinQ, Razer telefon 2, i Xiaomi Mi Mix 3, a može isporučiti do 27 W snage.

Quick Charge 4 i noviji imaju dodatni bonus kompatibilnosti s USB-PD punjačima, ali Quick Charge 3.0 i stariji rade samo s dodacima s certifikatom Quick Charge. Ipak, sveprisutnost Quick Chargea znači da postoji mnogo toga za izabrati. Qualcommovo web mjesto ima djelomičan popis najpopularnijih opcija.

Brzina punjenja

Qualcomm tvrdi da Quick Charge 5 može u potpunosti napuniti pametne telefone za 15 minuta i podići telefon na 50% za samo pet minuta.

U naše testiranje, Quick Charge 4+ podigao je veliku bateriju Razer Phone 2 od 4000 mAh s 18% na 90% u nešto više od sat vremena.

Sigurnosne mjere

Inteligentno toplinsko balansiranje Quick Chargea pokreće struju najhladnijim putem, a senzori uređaja nadziru temperaturu kućišta i konektora kako bi spriječili pregrijavanje i kratki spoj.

Samsung Super brzo punjenje i Adaptivno brzo punjenje

Pros

• Ugrađen u sve Samsung uređaje.
• Adaptivno brzo punjenje kompatibilno s Quick Charge 2.0 i Super brzo punjenje kompatibilno s USB PD.

Protiv

• Sklon je konzervativnosti.

Samsungovo prilagodljivo brzo punjenje ekskluzivno je za Galaxy uređaje. Za razliku od Quick Chargea i drugih konkurentskih brzih standarda, potpuno je kompatibilan s Exynosom, sustavom na čipu koji se obično nalazi u međunarodnim varijantama Samsungovih uređaja.

Samsung je predstavio Super brzo punjenje sa Samsung Galaxy S10 5G. Ovaj telefon ima bateriju od 4500 mAh i podržava punjenje do 25 W s USB Power Delivery 3.0 PPS (Programmable Power Supply) standardom punjenja. The Samsung Galaxy Note 10 Plus pogađa čak veće brzine, koristeći Super Fast Charging 2.0 (kao i kasniji modeli kao što su S20 i Note 20). Međutim, za postizanje najbržeg punjenja za koje je sposoban potreban je poseban adapter s neuobičajenim 10 V i 4,5 A za izlaznu snagu od 45 W, što znači da također zahtijeva kabel od 5 A.

Tehničke specifikacije i kompatibilni adapteri

Samsungovo prilagodljivo brzo punjenje ima teoretsku vršnu snagu od 9V/2A (18W), dok Super brzo punjenje ima vršnu snagu od 10V/4,5A (45W) s putnim ispravljačem i 25W kada se priključi na normalni punjač. Oba su standarda u praksi malo konzervativnija. Iskorištavanje najvećih brzina zahtijeva kupnju certificiranog punjača, ali većina Samsung uređaja podržava dodatke kompatibilne s Quick Charge ili PPS.

Brzina punjenja

Samsung ne objavljuje vremena punjenja za Adaptive Fast Charging ili Super Fast Charging. Ali u naše testiranje, Galaxy S8, koji ima bateriju od 3000 mAh, trebalo je oko dva sata da se potpuno napuni. Note 10 Plus trebalo je oko jedan sat da se potpuno napuni pomoću standarda super brzog punjenja.

Sigurnosne mjere

Teško je doći do tehničke statistike Adaptive Fast Charging, ali anegdotalno govoreći, to je na konzervativnoj strani. Prema Detaljna analiza XDA standarda brzog punjenja, Galaxy S8 Plus održava najhladniju temperaturu od svih vodećih modela brzog punjenja na tržištu.

Motorola TurboPower

Pros

• Ugrađen u sve Motorola uređaje.
• Kompatibilan s Quick Charge 3.0.

Protiv

• Ne tako brzo kao neki standardi punjenja.

Motorola TurboPower standard, prilagođena verzija Quick Charge 3.0, isporučuje se na Motorola uređaje poput Moto G Power 2021.

Tehničke specifikacije i kompatibilni adapteri

TurboPower adapteri dolaze u tri vrste: TurboPower 15, TurboPower 25 i TurboPower 30. Najbrži, TurboPower 30, daje 5 V i do 5,7 A za otprilike 28,5 W snage.

TurboPower ima više od punjača. Motorola kaže da surađuje s proizvođačima na dizajnu prilagođenih baterija i da njezin softver za upravljanje napajanjem prati stanje i zdravlje baterije, a zatim prilagođava dolazno punjenje u skladu s tim.

Slično kao i Samsung Adaptive Fast Charge, ne treba vam TurboPower adapter za brzo punjenje pametnog telefona opremljenog TurboPowerom. Motorola standard punjenja kompatibilan je s bilo kojim Quick Charge 3.0 (ili novijim) adapterom.

Brzina punjenja

Motorola tvrdi da TurboPower 30 može osigurati do 15 sati trajanja baterije u 15 minuta.

Sigurnosne mjere

TurboPowerov hardver za upravljanje toplinom dizajniran je za izbjegavanje usporavanja punjenja zbog topline, kaže Motorola, te za održavanje postojane i brze brzine punjenja.

OnePlus Warp Charge i Oppo VOOC

Pros

• Čuva telefone hladnijim.
• Jedan od najbržih standarda punjenja.
• Adapteri uključeni u kompatibilne pametne telefone.

Protiv

• Visoko vlasnički.

OnePlus sa sjedištem u Shenzhenu u Kini licencira Warp Charge (izvorno nazvan Dash Charge) od Oppoa. Temelji se na Oppovom VOOC (Voltage Open Multi-Step Constant-Current Charging) sustavu i glavna je značajka u OnePlus 6T i svaki drugi OnePlus telefon natrag na OnePlus 3. Oppo je također razvio mnogo brži Super VOOC, ali on je dostupan samo u nekolicini telefona poput Oppo RX17 Pro.

Tehničke specifikacije i kompatibilni adapteri

Warp Charge koristi poseban zidni adapter koji modulira amperažu u stvarnom vremenu. Mikrokontroler nadzire razinu napunjenosti i sinkronizira se sa sklopovima telefona za regulaciju napona i struje, a posebno dizajnirani kabel daje veću struju uz minimalne fluktuacije snage.

Sve je ovo vlasništvo. Warp Charge radi samo s OnePlus telefonima i kompatibilnim zidnim adapterima i auto punjačima. Teško je nabaviti vanjske baterije s certifikatom Warp Charge, a OnePlusov standard brzog punjenja nije raditi s standardnim USB kabelima — Warp Charge kabeli su nešto deblji kako bi mogli primiti dodatnu napon.

Ipak, nećete morati dodatno izdvojiti ako kupite OnePlus telefon. Svaki OnePlus pametni telefon dolazi s Warp Charge kompatibilnim zidnim adapterom i kabelom za punjenje.

Brzina punjenja

Otkrili smo da se Warp Charge pokazao vrlo učinkovitim prilikom punjenja OnePlus 9 Pro od nule do 100% za 31 minutu.

Oppo tvrdi da se telefoni koji podržavaju VOOC mogu napuniti do 75% u 30 minuta. Kad smo napunili Super VOOC sustav s Oppo RX17 Pro, išao je s 0% na 40% u samo 10 minuta.

Sigurnosne mjere

Warp Charge je dizajniran za brzo raspršivanje topline. Budući da punjač transformira visoki napon iz izvora napajanja adaptera u niži napon, većina toplina od pretvorbe nikad ne dopire do telefona, a stalna struja smanjuje potencijal topline prigušivanje.

Uređaji kompatibilni s Warp Charge također imaju hardver za upravljanje toplinom i disipaciju koji prolazi temeljitu sigurnosnu provjeru u pet točaka.

Huawei SuperCharge

Pros

• Kompatibilnost s USB-PD.
• Temeljite sigurnosne mjere.
• Adapteri uključeni u kompatibilne pametne telefone.

Protiv

• Potencijalno sporije od nekih standarda.

SuperCharge, vlasnički standard punjenja kineskog proizvođača pametnih telefona Huawei, ugrađen je u telefone poput Huawei P40 Pro, Huawei P30 Pro, Huawei Mate 20 Pro, i Huawei P10. Pomalo je sličan Quick Chargeu jer koristi napone više od prosjeka kako bi se postiglo brže punjenje, ali ima nešto više nego što se čini na prvi pogled.

Tehničke specifikacije i kompatibilni adapteri

SuperCharge automatski prilagođava dolazni zidni napon i struju na temelju stanja baterije telefona i unutarnje temperature telefona. Stariji zidni adapteri i auto punjači kompatibilni sa SuperCharge podržavaju tri načina punjenja — 5V/2A, 4,5V/5A i 5V/4,5A (do 22,5 W) — i koristite čipset punjača za regulaciju napona, eliminirajući potrebu za naponom telefona koji proizvodi toplinu transformacija. Najnovija verzija nudi 10V/4A za do 40W.

Za razliku od vlasničkih standarda punjenja kao što su Pump Express i Dash Charge, Supercharge je kompatibilan s USB-PD. To je zahvaljujući Huaweijevom protokolu Smart Charge, koji inteligentno prebacuje između načina punjenja ovisno o tome koji je adapter za punjenje priključen.

Iskorištavanje Huaweijeve tehnologije SuperCharge zahtijeva kupnju kompatibilnog zidnog adaptera, ali nativnu kompatibilnost s Qualcommovim Quick Charge standardom znači da svi uređaji kompatibilni sa SuperChargeom mogu iskoristiti Quick Charge Naplatiti. Svaki pametni telefon koji podržava SuperCharge dolazi s kompatibilnim zidnim adapterom.

Brzina punjenja

Huaweijev najnoviji punjač tvrdi da podržava SuperCharge brzine do 135W, iako još nije pušten u prodaju, a Huawei ne proizvodi pametne telefone koji mogu potrošiti više od oko 44 W.

Sigurnosne mjere

Značajka SuperCharge, uz Smart Charge, dostupna je na Huawei uređajima. Ovaj jedinstveni alat može očitati koji god punjač koristite i odrediti njegov optimalni kapacitet. Odatle, alat može mijenjati napon punjača prema potrebi.

Proizvođači su stvorili SuperCharge sa specifičnim značajkama dizajna za pažljivo kontroliranje viših struja. Neke od tih komponenti uključuju osmodijelni sustav hlađenja i oblogu koja može održavati uređaje hladnijima za 5 stupnjeva Celzijevih od drugih metoda punjenja. Huawei Supercharge uređaji napravljeni su da traju i temeljito su testirani kako bi se osiguralo da proizvodi zadovoljavaju rigorozne standarde sigurnosti i performansi. Tvrtka će testirati svoje uređaje u jednogodišnjoj probi kako bi promatrala svoje proizvode u ekstremnim uvjetima tijekom vremena.

Budućnost brzog punjenja

Znamo da je ovo podcjenjivanje godine, ali tehnologija se brzo razvija. Možete se kladiti da će brzo punjenje uskoro postati univerzalni standard i vjerojatno će polako zamijeniti prosječne punjače tijekom sljedećih nekoliko godina. Zahvaljujući velikom rastu integriranih sklopova, kontrolera punjenja, adaptera i kabela, telefoni bi se uskoro mogli puniti u rasponu od samo nekoliko minuta umjesto nekoliko sati. Rani model brzi punjači nedavno su stekli popularnost zbog svojih obećanja da će povećati prenosivost vašeg uređaja i brzo ga puniti.

Kako se ova tehnologija razvija i postaje dostupnija, brzo punjenje će samo nastaviti rasti i poboljšavati se s proizvodnjom. Trenutačni prototipovi se mogu pohvaliti nevjerojatnim brzinama, poput Xiaomijeve tvrdnje da njegova HyperCharge tehnologija može napuniti bateriju od 4000 mAh za osam minuta, no saznat ćemo više o novim standardima kada budu u potpunosti razvijeni i budu se pojavljivali na tržištu.

Preporuke urednika

• Što je NFC? Kako radi i što možete učiniti s njim
• Kako promijeniti operatera
• Otterboxov Folding Wireless Power Bank nudi brzo punjenje tijekom igranja
• Koliko RAM-a zapravo treba pametnom telefonu? Pitali smo stručnjake
• Hoće li taj otključani telefon raditi s vašim bežičnim operaterom? Evo kako to reći