Мобильные устройства сделали проще общение, предоставили возможность работать удалённо. Это важно для многих людей в наше стремительное время. Но надёжными помощниками мобильные устройства бывают только в заряженном состоянии.
А когда заряд батареи на нуле, даже самая навороченная техника становится бесполезной. Поэтому и приходится заботиться о возможности своевременно подзарядить планшет или телефон. Сделать это не всегда легко. Нередко пользователи сталкиваются с тем, что провод зарядника слишком короткий. Досадно бывает, когда обнаруживаешь это. Почему производители опять выпустили такую комплектацию? Не стоит ли предпринять попытку найти провод подлиннее? Давайте разбираться.
Разделы статьи
Преимущества и недостатки переменного тока
Непосредственно аккумуляторы всегда заряжаются постоянным током. Поэтому в электромобиль встроено зарядное устройство, которое преобразует поступающий со станции переменный ток в постоянный и регулирует параметры зарядки. Как уже отмечалось, наличие такого устройства для любого электромобиля обязательно, иначе он не сможет подзарядиться в критической ситуации.
Зарядные станции на переменном токе компактны и имеют простую
конструкцию, что обусловило их массовое использование
Конструкция станции на переменном токе предельно простая. В ней есть системы защиты как электромобиля, так и электрической сети от нештатных ситуаций, и, при необходимости, биллинговая система, позволяющая продавать услугу зарядки.
Тем не менее размещение основных узлов зарядного устройства на борту электромобиля ограничивает скорость зарядки на переменном токе. Чем выше скорость зарядки, тем больше сила тока. В свою очередь, это влечет за собой увеличение массы и габаритов электронных узлов, отвечающих за зарядку. А еще увеличение скорости зарядки потребует улучшения отвода тепла от электронных узлов. Ограничения по массе, габаритам и возможностям отвода тепла в легковом электромобиле определили предел тока зарядки в 32 А. Он характерен как для большинства массовых моделей электромобилей.
Некоторые электромобили поддерживают зарядку переменным током 63 А. Например, она есть в автомобилях Renault Zoe. Время «заправки» для пробега в 500 км сокращается до 1,5 ч.
Зарядка постоянным током
Значительно ускорить зарядку можно, если на станции подключаться к аккумулятору напрямую. При таком подходе уже нет ограничений по размерам и массе зарядного устройства, так как все его узлы размещены вне кузова электромобиля. Естественно, напрямую на аккумуляторы можно подавать только постоянный ток.
Рабочее напряжение аккумуляторной батареи в современных электромобилях обычно составляет 400–450 В. Поэтому в качестве стандарта для зарядки на постоянном токе приняли напряжение 500 В.
Параметры зарядных станций для электромобилей в России регламентируются ГОСТ Р МЭК 61851-1-2013 «Системы токопроводящей зарядки электромобилей», являющимся адаптацией международного стандарта IEC 61851-1. Стандартизация вилок и розеток на зарядных станциях осуществляется на основании ГОСТ Р МЭК 62196-1-2013 и ГОСТ Р МЭК 62196-2-2013 «Вилки, штепсельные розетки, соединители и вводы для транспортных средств. Кондуктивная зарядка для электромобилей», части 1 и 2. Эти стандарты являются адаптацией IEC 62196-1 и IEC 62196-2.
При зарядке постоянным током интерфейс между станцией и электромобилем обязательно должен содержать канал передачи данных от транспортного средства к зарядке. На основании этой информации станция определяет тип и текущее состояние аккумуляторной батареи, точно подстраивая напряжение и некоторые другие параметры зарядки.
Для зарядки на постоянном токе используются разъемы CHAdeMO, CCS и Tesla Type 2. Зарядные станции с разъемами CHAdeMO и CCS имеют мощность 50 кВт. Такая мощность позволяет за 1,5 часа зарядить электромобиль для пробега 500 км. Следует отметить, что наличие разъема CHAdeMO или CCS в электромобиле автоматически означает поддержку ультрабыстрой зарядки мощностью 50 кВт, даже если такая зарядка на переменном токе не поддерживается. Например, Nissan Leaf (кроме отдельных серий) поддерживает ультрабыструю зарядку только на постоянном токе.
Rеnault Zoe — один из немногих легковых электромобилей, поддерживающий зарядку переменным током 63 А
Электромобили Tesla для зарядки на постоянном токе используют собственный разъем Tesla Type 2. Тем не менее предусмотрена возможность зарядки электромобилей данной марки через разъемы CHAdeMO или CCS с использованием специальных адаптеров, приобретаемых пользователем отдельно.
Разъем Tesla Type 2 имеют зарядные станции Tesla Supercharger, специально предназначенные для легковых и грузовых электромобилей данной марки. Рабочее напряжение такой станции составляет 480 В, мощность может достигать 150 кВт. Уже упоминавшийся в качестве примера электромобиль Tesla Model S 75D заряжается от подобной станции на 80 % за полчаса.
Столь высокая скорость зарядки достигается благодаря тому, что аккумуляторные батареи и зарядная станция идеально подогнаны друг к другу. Станции других типов ориентированы на обслуживание электромобилей разных марок, из-за чего приходится идти на компромиссы.
Помимо мировых лидеров вроде Tesla, Schneider Electric и ABB, выпуск зарядных станций на постоянном токе освоили и российские компании. Первой такой станцией стала «Фора ЭЗС-DC» производства Рязанского радиотехнического завода (входит в госкорпорацию «Ростех»). Она поддерживает интерфейсы CHAdeMO или CCS, а также ультраскоростную зарядку на переменном токе через Type 2. Компания «Промэлектро» создала недавно свою бюджетную модель зарядной станции на постоянном токе.
Российская зарядная станция на постоянном токе «Фора ЭЗС-DC»
производства Рязанского радиотехнического завода
К недостаткам постоянного тока следует отнести высокую стоимость зарядной станции в комплекте с кабелем — от 5000 долл. Для сравнения, цены на зарядные станции, работающие на переменном токе, начинаются с 1500 долл., с учетом стоимости кабеля.
Также распространено мнение, что зарядные станции на постоянном токе снижают срок службы аккумуляторов. На самом деле, ресурс аккумуляторов снижается при любых способах ускоренной зарядки. Чтобы уменьшить влияние данного фактора, на некоторых станциях ультрабыстрая зарядка ограничивается 80 % емкости аккумуляторной батареи.
Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.
Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.
Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.
Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.
Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.
Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.
Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.
Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.
Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.
Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.
Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.
Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.
Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.
Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.
Чем обоснована длина провода
Этот вопрос владельцы смартфонов задают довольно часто. Но пока ни один производитель не дал на него официального ответа.
Однако несколько предположений по сложившейся практике можно высказать.
С точки зрения физики
Иногда приходится встречать объяснение, которое уверенно (но абсолютно неправильно!) дают несведущие потребители. Они ошибочно предполагают, что производители просто экономят.
На самом деле, об экономии говорить можно, но только не о бережном отношении к расходным материалам. Речь идёт об экономии времени, затраченного на подзарядку устройства.
Важно! Продолжительность процедуры зарядки зависит от сопротивления проводников. Чем оно выше, тем больше сдерживается электрический ток.
А сопротивление напрямую зависит от длины провода. Чем короче провод, тем меньше сопротивление и тем быстрее наполняется аккумулятор. И наоборот — при более длинном кабеле увеличивается сопротивление, и значительно удлиняется сам процесс.
С точки зрения продолжительности работы батареи
Производители аккумуляторных батарей настойчиво рекомендуют разделять процесс подзарядки от использования смартфона.
Дело в том, что количество циклов наполнения многих аккумуляторов ограничено. Если вы не дождались полной зарядки литий-ионного аккумулятора и начали использовать его в процессе наполнения, то вскоре заметите, что ставить устройство на подзарядку придётся всё чаще и чаще.
Чем короче шнур зарядного устройства, тем сложнее использовать смартфон в это время. Значит, аккумулятор вашего смартфона не придётся менять слишком быстро.
С точки зрения удобства
Имеется ещё несколько аргументов.
- Хранить короткий шнур проще и удобнее. Его легче аккуратно свернуть, он занимает меньше места в чехле или дамской сумочке.
- При желании, спрятать или замаскировать шнур во время использования с более длинным проводом сложнее, чем с коротким.
Недлинный провод не становится препятствием, растянувшись на полу. А значит, не превращается в дополнительный источник травм. Особенно важно это в семьях, где есть маленькие дети, люди с проблемами передвижения и животные.
Стоит ли менять на длинный
Несмотря на преимущества провода небольшой длины, владельцы смартфонов иногда хотят его заменить. Причина этого кроется в определённых неудобствах расположения розеток или удлинителей. Приходится исхитряться, находя способ пристроить смартфон поудобнее на время зарядки.
Не стоит подбирать удлинённый шнур, который кажется более удобным в применении. «Родной» провод от производителя — лучший вариант для мобильного устройства.
Совет. При необходимости заменить провод, вышедший из строя, выбирайте новый с такими же параметрами, в том числе аналогичный по длине.
Замена шнура приведёт не только к замедлению процедуры наполнения аккумулятора, но и к указанным неудобствам при его применении.
Кроме того, вы можете ошибиться с силой тока, на которую рассчитана ваша зарядка. Избыточная сила тока в новом проводе не поможет быстрее наполнить аккумулятор при удлинении шнура.
С точки зрения комфорта
Ко всему, чем короче шнур зарядного устройства, тем сложнее применять смартфон в это время. Вот и получается, что аккумулятор смартфона не нужно будет менять слишком быстро.
Приведем и некоторые другие аргументы. Согласитесь, что для хранения короткий шнур более подходящий. Ведь он проще и удобнее. Его можно свернуть. Ему не нужно много места. Для этого вполне сгодится чехол или дамская сумочка.
Если появится желание спрятать или замаскировать шнур во время использования, то с более длинным проводом проблем больше, чем с коротким.
Короткий провод не является препоной, когда будет растянут на полу. А потому он не станет дополнительным источником травм. Это особенно важно в той семье, где воспитывают маленького ребенка или есть человек, у которого проблемы в передвижении, а также животные.
ВАЖНО! Есть также одна версия, которая может объяснить, по какой причине кабель делают по особому стандарту. Не всем известно о том, что специалисты проводили специальное исследование. Они занимались поиском «идеальной длины». Кабель должен дотянуться от розетки до стола в офисе, от розетки за кроватью – до тумбочки, от розетки на кухне – до стола.
Какие параметры кабеля влияют на зарядку телефона?
Львиная доля USB-шнуров (Type-C или Lightning) для того, чтобы заряжать телефон применяет 4 парных провода (витая пара):
1. пару жил для того, чтобы передавать данные (Data);
2. две на зарядку (Charge).
Витая пара нашла широкое применение в дата-центрах и коммутационных установках. В таких местах инженерам приходится соблюдать компактное соединение. Ведь чем тоньше проводники, тем больше пространства открыто для того, чтобы свободно перемещался воздух и тем самым охлаждал серверное оборудование. Однако тем меньше и нагрузка, которую линия способна взять на себя.
— ТОЛСТЫЙ КАБЕЛЬ ЛУЧШЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ЗАРЯДКИ
Для того чтобы обозначить калибр толщины, приняли стандарты AWG (American Wire Gauge). Теперь вам известно, как опознать калибр внутренних проводов зарядного USB-кабеля. Калибр обозначает толщину проводника. Более высокий калибр – это всегда более тонкий провод.
ВАЖНО! Производители, чтобы иметь экономию на меди, производят недорогие USB-кабели. Нередко у них тонкие провода внутри, у которых повышенное значение AWG.
Всякая экономия на токопроводящем материале делает меньше сечение провода. И потому он уже неспособен делать передачу большого тока. В этом случае зарядка станет медленнее. Если вам приглянулся провод более толстый, то в нем электрическое сопротивление будет ниже, поток электронов будет ускоренным, как и процесс зарядки.
— ДЛИННЫЙ КАБЕЛЬ ХУЖЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ ЗАРЯДКИ
Сопротивление — основной фактор скорости, с которой заполняется заряд. По мере того, как увеличивается длина USB-кабеля, увеличивается и сопротивление. И это важно. Особенно для устройств, у которых технологии быстрой зарядки Quick Charge или Fast Charge.
Даже недорогие короткие кабели в некоторых случаях способны зарядить ваш девайс очень быстро. Однако если у вас такие же по толщине недорогие длинные кабели, то они могут растянуть процесс на несколько часов томительного ожидания.
Нередко с этим сталкиваются водители авто, которые приобретают длинные USB-шнуры для того, чтобы заряжать гаджеты от прикуривателя, располагая их где-нибудь в «бардачке». Или они протаскивают моток проводов до крепления телефона на лобовом стекле. Так устройство поддерживает свой заряд, однако оно фактически не заряжается.
0 комментариев