Moderní smartphony spotřebují mnohem více energie než jejich předchůdci: rychlejší výkon, větší displej, více paměti, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. To vše je skvělé, ale kapacity baterií nedrží krok s pokrokem. Výsledkem je, že mnoho moderních smartphonů vydrží nabité ne déle než jeden den. Dříve nebo později zapomenete svůj gadget večer nabít a ráno si uvědomíte, že po 15 minutách odejdete z domu a nabití je „nízké“. Co dělat? Mám si běžet koupit přenosnou baterii nebo můžu za těch 15 minut něco udělat?
Jak dlouho trvá nabití baterie?
Stalo se, že USB se stalo standardem pro nabíječky pro všechny gadgety. Ale tato norma byla vyvinuta, zaprvé, již dávno, a zadruhé, vůbec ne pro toto.
Standard USB byl vyvinut již v roce 1996. Zařízení těch let, napájená konektorem USB, často neměla regulátory napájení a mohla se jednoduše spálit, pokud by dostala velký proud. Proto ve standardu až do verze 2.0 byl maximální proud 500 mA, takže nabití smartphonu s 3000 mAh baterií trvalo 7-8 hodin, i když samotná baterie mohla spotřebovat 1,5 A a být nabitá za 2-3 hodin.
To je důvod, proč nabíječka dodávaná s gadgetem často nabíjí mnohem rychleji – jednoduše produkuje zvýšený proud určený pro konkrétní baterii.
Samotný standard byl vyvinut pro přenos dat, nikoli pro napájení. USB konektory a kabely nejsou určeny pro vysoké proudy, takže výrobci gadgetů se dostali do problémů, když začali vyrábět takové nabíječky s proudy až 5A nebo více. Dráty USB kabelu jsou poměrně tenké a jejich odpor je vysoký. Ale s nárůstem proudu se pokles napětí na kabelu a jeho zahřívání staly poměrně významnými. Navíc se vyskytly případy přehřívání tenkých kontaktů konektoru. Většina běžných nabíječek proto poskytuje výstup až 2A a nabíjení přesto trvá hodiny.
Co je rychlé nabíjení?
Jedná se o nabíjení proudy 1C a vyššími, tedy proudy, které jsou násobky kapacity baterie. Například 1A pro kapacitu 1000 mAh a podobně. Nejprve byl tento režim považován za extrémně nepříznivý pro lithium-iontové baterie. Postupem času se však situace změnila – nabíjení proudem 1C již nezpůsobuje znatelný pokles zdrojů moderních baterií a nabíjení proudem 2C vede ke ztrátě přibližně 20% kapacity po 500–800 cykly nabíjení-vybíjení. Ano, pokud používáte rychlonabíjení každý den, po pár letech zaznamenáte pokles kapacity. To se ale sotva vyplatí vzdát se možnosti nabít si telefon za půl hodiny.
Aby nedocházelo ke ztrátám na tenkých vodičích, používají režimy rychlého nabíjení zvýšené napětí v kabelu. Nabíječka dokáže vyrobit napětí až 20V a v gadgetu klesne na požadovaných 5V s odpovídajícím nárůstem proudu. Pokud například nabíječka poskytuje napětí 20V a proud 2A, pak bude mít baterie 5V a 8A.
Aby byla zachována kompatibilita se starými nabíječkami a počítačovými USB, nové nabíječky musely být „chytřejší“ – nyní neprodukují okamžitě maximální proud a napětí, ale až po obdržení požadavku od gadgetu. Bohužel každý výrobce má své vlastní metody „komunikace“ mezi nabíječkou a gadgetem.
Typy rychlého nabíjení
Rychlé nabíjení – Standard Qualcomm, podporovaný zařízeními založenými na čipsetech Snapdragon počínaje rokem 2013. Maximální podporovaný proud je 3A a 5A ve verzi 4, napětí se může lišit od 3,6 do 20 V, stejně jako až 22 ve verzi 3 a až 21 ve 4 +. Standard teoreticky poskytuje výkon až 100 W, ale prakticky tento výkon zařízení nepodporují a standardní nabíječky produkují pouze 18 W. Regulace teploty není součástí standardu, takže dochází k častým případům přehřátí při rychlém nabíjení. V současné době většina výrobců smartphonů poskytuje kontrolu teploty při použití QC. A standard QC 4 má plnou podporu pro protokol Power Delivery.
Adaptivní rychlé nabíjení od Samsungu je založen na Quick Charge 2 a je s ním částečně kompatibilní, takže jej můžete nabíjet z nabíječky, která podporuje QC 2, ale nabíjení je pomalejší než ze standardní. Nechybí regulace teploty, takže nabíjení je bezpečné.
Motorola Turbopower Lenovo jej také vyvinulo na základě standardu Quick Charge 2, se kterým je plně kompatibilní. Rozdíly jsou zanedbatelné, hlavní není samotný standard, ale přítomnost standardní nabíječky Motorola 25 W versus 18 W pro ty, kteří podporují QC 2. Rychlost nabíjení je nižší než QC a PD nejnovějších verzí.
Super nabíjení Huawei používá se na zařízeních Huawei a je také založen na Quick Charge 2. Napětí může dosáhnout 5V, proud může dosáhnout 5A, což má za následek maximální výkon 25W. Rychlost nabíjení je nižší než u nejnovějších verzí QC a PD.
Pump Express vyvinutý společností MediaTek a podporovaný gadgety postavenými na SoC tohoto výrobce. Je také založen na Quick Charge 2 a je s ním plně kompatibilní. Jeho výkon je omezen na 15 W, takže na velkých bateriích bude vykazovat nižší rychlost nabíjení oproti jiným standardům. Ale Pump Express má regulaci teploty baterie, což výrazně zvyšuje bezpečnost nabíjení.
Rychlé nabíjení jablko Kompatibilní s Power Delivery. Nabíječka od Applu dokáže dodat až 87 W, což vám umožní rychle nabít nejen všechny modely iPhone počínaje 8, ale také prostorné baterie iPadu Pro a MacBooku 12.
Oppo Vooc (a na základě toho Dash Charge) vyčnívají ze zbytku série – jedná se o originální standardy, které nejsou s ničím kompatibilní. Používá se na zařízeních OnePlus a Oppo. Nabíječka poskytuje výkon až 25 W. Díky nekompatibilním standardům je rychlé nabíjení možné pouze pomocí originální nabíječky a kabelu.
Napájení je nejslibnější standard rychlého nabíjení vyvinutý konsorciem USB v roce 2015. Norma podporuje napájecí napětí do 20 V a proudy do 3A, což v konečném důsledku dává výkon až 60 W. A je považován za nejslibnější díky tomu, že je „zabudován“ do nového standardu USB 3.1 a nyní všechna zařízení využívající konektor typu C musí buď podporovat Power Delivery, nebo se smířit s nespokojeností uživatelů, kteří se snaží nabíjejte gadgety z nabíječky s podporou PD. Apple a Qualcomm již zvolily první možnost.
USB 3.1 + napájení = nějaké problémy
Nyní může být každé zařízení, které podporuje USB 3.1, „chytré a rychlé“ úložné zařízení. Nabíjené zařízení určí schopnosti nabíjecího portu měřením odporu mezi dvojicí pinů konektoru – CC a Vbus. Pokud port může vydávat maximálně 0,9 A, jako běžný port USB 3.0, odpor bude 56 kOhm, 22 kOhm „řekne“ gadgetu, že nabíječka může vydávat až 1,5 A a 10 kOhm – 3A.
Ale co adaptérové kabely z Type-C na USB 2.0? První má 24 kontaktů, druhý jen 4 a prostě nejsou kontakty, mezi kterými by nabíječka měla nastavovat odpor signálu. Konsorcium USB se rozhodlo zabudovat rezistory přímo do kabelu: 10 kOhm v kabelech pro výkonné nabíječky, 22 kOhm pro nabíječky s výstupním proudem 1,5 A a pro 0,9 A – 56 kOhm.
Co když to smícháte? Nejčastěji nabíječka neposkytne maximální proud a nabíjení bude trvat mnohonásobně déle. Pokud se nabíječka pokusí dát gadgetu větší proud, než je schopen, může selhat a v nejhorším případě poškodit gadget.
Číňané přilili olej do ohně tím, že začali vkládat 10 kOhm rezistory do všech kabelů adaptérů od Type-C po USB 2.0. Včetně levných tenkých drátěných, neschopných odolat 3A, které by údajně mělo projít.
Aby věci byly opravdu „zábavné“ pro každého, konsorcium USB regulovalo instalaci značkovacího čipu eMarker do kabelů typu C a informovalo obě zařízení k němu připojená o schopnostech kabelu. Problém je v tom, že drahý kabel s čipem eMarker se může rychle spálit na páru nabíječka-gadget, který podporuje nějaký jiný standard rychlého nabíjení než Power Delivery. eMarker je napájen 5V a stejný QickCharge 2 a všechny protokoly na něm založené mohou snadno zvýšit napájecí napětí na 18V.
Existuje pouze jeden závěr – pro rychlé nabíjení nepoužívejte „náhodné“ kabely. To je důležité zejména pro kabely s konektory Type-C, ale platí to i pro staré konektory: pouhým okem si nevšimnete, že kabel má menší průřez žil a konektor se nedotýká těsně. V důsledku toho bude nabíjení trvat mnohem déle, a to není to nejhorší: zahřívání způsobené jiskřícími kontakty může poškodit konektor nebo dokonce vznítit sousední plast. Důrazně se doporučuje nepoužívat k nabíjení „cizí“ vodiče, i když vypadají jako vhodné.
