Kas ir ātrā uzlāde: pilnīgs ceļvedis

Lielākajai daļai no mums ir uzlādes rutīna, par kuru mēs pat nedomājam divreiz: pieslēdzam telefonu uzlādei, gatavojot kafiju, un līdz brīdim, kad tā ir ielieta, akumulators jau ir uzlādējies vairāk nekā 50%. Šis pieaugums ir ātrās uzlādes darbs, un tas ir kļuvis par tik ierastu ikdienas daļu, ka ir viegli aizmirst, cik daudz inženierijas patiesībā stāv aiz tā.

Tas ir arī temats, kas sadala viedokļus. Daži cilvēki uzskata ātro uzlādi par vienu no patiesi noderīgākajiem tālruņu uzlabojumiem pēdējā desmitgadē; citi baidās, uztraucoties, ka lielāka jauda, kas ātrāk tiek iedota akumulatoram, nozīmē tā īsāku kalpošanas laiku vai vēl sliktāk – reālu drošības risku. Abas reakcijas ir pamatotas. Šis ceļvedis noskaidro, kuras bažas ir pamatotas un kuras ir novecojuši mīti, sākot ar to, kas īsti ir ātrā uzlāde.

Kas ir ātrā uzlāde?

Ātrā uzlāde ir tieši tas, ko tā nozīmē: uzlādes tehnoloģija, kas piegādā akumulatoram vairāk elektriskās jaudas nekā standarta uzlāde, tādējādi tālrunis pilnībā uzlādējas dažu minūšu laikā. "Standarts", ar kuru lielākā daļa cilvēku ir pieraduši, ir apmēram 5 vati — pietiekami, lai uzlādētu tālruni pa nakti, bet ļoti lēni, ja vēro procentu pieaugumu reālajā laikā. Ātrā uzlāde ievērojami palielina šo griestu, un lielākā daļa tālruņu šodien atbalsta kaut kur no 18W līdz 65W, bet daži flagmaņi un rugged devices pārsniedz pat 100W.

Šis vatu skaitlis ir vienkārši spriegums reizināts ar strāvu, un ražotāji to palielina, palielinot vienu vai abus — kamēr akumulators, mikroshēmojums un uzlādes ķēde ir būvēti tā, lai to droši izturētu. Tāpēc ātrā uzlāde nav viens vienīgs standarts: tālrunis, kas novērtēts 33W, un tālrunis, kas novērtēts 120W, abi tehniski ir "ātrā uzlāde", tikai darbojas ļoti dažādos ātrumos. Kas patiesībā padara šos augstākos skaitļus iespējamus un kā tālrunis to pārvalda, neuzkarstot vai neiznīcinot akumulatoru, ir patiesi gudras inženierijas jautājums.

Kā darbojas ātrā uzlāde?

Ātrā uzlāde nav tikai jautājums par to, ka pieslēdz spēcīgāku lādētāju un ļauj tam darboties. Brīdī, kad pieslēdz ātrās uzlādes tālruni saderīgam lādētājam, abi veic ātru sarunu — pārbaudot, kādu sprieguma un strāvas kombināciju abas puses var droši atbalstīt, balstoties uz protokoliem kā USB Power Delivery (PD) vai Quick Charge. Kad tas ir noskaidrots, jauda sāk plūst ar maksimālo drošo ātrumu, bet tā nepaliek nemainīga visas uzlādes laikā. Uzlāde notiek trīs atšķirīgās fāzēs:

1. Ātrās uzlādes fāze — tūlīt pēc pieslēgšanas tālrunis patērē jaudu pie vai tuvu savai maksimālajai nominālajai jaudai. Šeit notiek lielākā daļa ātruma, bieži vien uzlādējot akumulatoru no tukša līdz 50-60% mazāk nekā 30 minūtēs, izmantojot augstas jaudas lādētāju.

2. Samazināšanas fāze — kad akumulators piepildās, uzlādes ķēde pakāpeniski samazina strāvu, lai izvairītos no šūnu pārslogošanas, lai gan uzlāde joprojām ir salīdzinoši ātra.

3. Smalkās uzlādes (pabeigšanas) fāze — kad akumulators tuvojas pilnai uzlādei, uzlāde ievērojami palēninās, piegādājot tikai nelielu jaudas daudzumu, lai to maigi pabeigtu, neapdraudot pārlādēšanu.

Tāpēc tālruņu ražotāji parasti reklamē tādus skaitļus kā "50% 20 minūtēs", nevis sola pilnu uzlādi tajā pašā laikā — ātrākā procesa daļa ir tieši pirmā fāze. Tas ir apzināts kompromiss: uzlādēt agresīvi sākumā, tad samazināt ātrumu, kad akumulators piepildās, kas ļauj ātrai uzlādei būt gan ātrai, gan drošai akumulatora šūnām.

Kāpēc cilvēkiem vajag ātro uzlādi?

Godīgā atbilde ir tāda, ka ātrā uzlāde risina problēmu, ko lielākā daļa cilvēku patiesībā nav izvēlējušies radīt: tālruņi ir kļuvuši par vienīgo ierīci, uz kuru paļaujas gandrīz visā, un šī paļaušanās ir pārsniegusi to, cik pacietīgi cilvēki ir gatavi gaidīt, lai to uzlādētu.

Mūsdienās izslēgts tālrunis nenozīmē tikai nepamanītu īsziņu — tas var nozīmēt, ka pazūd navigācijas norādes brauciena laikā, nav iespējams samaksāt pie kases vai tiek palaists garām svarīgs zvans. Tajā pašā laikā lielāki ekrāni, 5G savienojumi un kamerām bagātas lietotnes patērē vairāk enerģijas nekā tālruņi pirms pieciem gadiem, tāpēc, neskatoties uz lielākiem akumulatoriem, lielākā daļa cilvēku joprojām uzlādē biežāk, nevis retāk.

Tāpat ir mainījies arī tas, cik daudz laika cilvēkiem patiesībā ir uzlādei. Vairs nav daudz cilvēku, kas stundām ilgi sēž pie kontaktligzdas — uzlādei jāietilpst pusdienu pārtraukumā, braucienā vai piecpadsmit minūtēs starp sapulcēm, un tai jāsniedz reāla atšķirība šajā laikā.

Īpaši tas attiecas uz tiem, kas pavada daudz laika prom no uzticamas kontaktligzdas: ceļotāji, braucēji un cilvēki, kas strādā ārā vai laukā, nevar atļauties nakts uzlādi, tāpēc ātra un nozīmīga papilduzlāde nav tikai patīkama iespēja — tā ir tas, kas ļauj darba dienai turpināties.

Vai ātrā uzlāde ir bīstama?

Ātrajai uzlādei ir nelaba reputācija. Pajautājiet apkārt, un atradīsiet cilvēkus, kas to slavē, un citus, kas to izvairās, baidoties, ka tā var būt kaitīgāka tālrunim vai pat bīstama regulārai lietošanai. Šī reputācija nav radusies no nekā — agrīnā ātrās uzlādes tehnoloģija, viltotas aksesuāri un daži plaši ziņoti negadījumi gadu gaitā ir radījuši tehnoloģijai grūtības. Bet lielākā daļa no tā, par ko cilvēki šodien uztraucas, vairs nav tik pamatoti kā pirms desmit gadiem. Šeit ir visbiežāk sastopamās bažas:

• "Tas pārkarstinās manu tālruni."

Ātrā uzlāde patiešām rada vairāk siltuma nekā standarta lādētājs, bet sertificēti tālruņi ir aprīkoti ar temperatūras sensoriem un uzlādes mikroshēmām, kas automātiski palēnina vai pārtrauc uzlādi, ja temperatūra kļūst pārāk augsta.

• "Tas ātrāk nolietos manu akumulatoru."

Šeit ir daļa patiesības — siltums un uzlādes ātrums ietekmē akumulatora ilgtermiņa veselību — bet tas ir sarežģītāks jautājums nekā vienkāršs noraidījums, un mūsdienu sistēmas ir speciāli izstrādātas, lai pārvaldītu šo kompromisu.

• "Tas var izraisīt ugunsgrēku vai eksploziju."

Šī ir bailes, ko cilvēki visvairāk atceras, parasti saistītas ar konkrētu ziņu stāstu, bet gandrīz visi šie gadījumi ir saistīti ar bojātiem, viltotiem vai nesertificētiem akumulatoriem un lādētājiem — nevis ar pašu ātrās uzlādes standartu.

• "Lēti vai nezināmas firmas lādētāji padara to riskantāku."

Šī baža ir pamatota. Lādētājs bez pienācīgas drošības sertifikācijas var izlaist aizsardzības mehānismus, kas padara ātro uzlādi drošu, un tieši no tā visbiežāk rodas īstie riski.

Kopumā modelis ir diezgan konsekvents: bailes parasti ir pamatotas, bet to cēlonis parasti ir kāda cita stūra nogriešana — nesertificēts lādētājs, bojāts kabelis, jau bojāts akumulators — nevis ātrā uzlāde kā tehnoloģija. Tālruņi, kas ir izstrādāti un sertificēti augstas jaudas uzlādei, iziet plašas drošības pārbaudes, lai izslēgtu šādus scenārijus, un tas ir liels iemesls, kāpēc ātrā uzlāde ir kļuvusi par standartu, nevis izņēmumu mūsdienu tālruņos.

Tank 5: ātrā uzlāde, kas radīta izturīgai, reālai lietošanai

Tank 5 ir 8849 flagmaņa izturīgais tālrunis, un tas liek ātrajai uzlādei īstu pārbaudi: 17 600mAh akumulators, kas ir pietiekami liels, lai darbotos iebūvēts 2K projektors stundām ilgi, izturētu vairāku dienu ceļojumus bez piekļuves elektrotīklam un izturētu kritienus, putekļus un ūdeni pa ceļam. Tik liels akumulators ar standarta lādētāju varētu aizņemt gandrīz visu dienu, lai to pilnībā uzlādētu, un tieši tāds dīkstāves laiks neder cilvēkiem, kam šis tālrunis ir radīts. Tāpēc 8849 izstrādāja Tank 5 ar dažām no ātrākajām uzlādes iespējām, kas šodien pieejamas izturīgam tālrunim.

• 120W ātrā uzlāde — viena no augstākajām uzlādes ātruma iespējām izturīgā tālrunī šobrīd, pielāgota šāda lieluma akumulatoram, lai tas nebūtu piesaistīts kontaktligzdai stundām ilgi.

• Divu šūnu akumulatora dizains — 17 600mAh ietilpība ir sadalīta divās šūnās, kas uzlādējas paralēli, un tas ir daļa no tā, kā Tank 5 spēj uzturēt augstu uzlādes ātrumu, nepārsildoties vai neiznīcinot akumulatoru ātrāk nekā vajadzētu.
  

• 25W reversās vadu uzlādes iespēja — Tank 5 var dalīties ar savu uzlādi ar citām ierīcēm, izmantojot vadu savienojumu, pārvēršot to par rezerves enerģijas avotu galvas lukturim, GPS ierīcei vai otram tālrunim, kad apkārt nav kontaktligzdas.

Tank 5 ir labs piemērs tam, kā 8849 tālruņi pieiet uzlādei kopumā: ne tik daudz cenšoties sasniegt skaitli specifikāciju lapā, cik nodrošinot, ka tālrunis, kas radīts prasīgiem, bezelektrības apstākļiem, patiesi spēj tiem sekot līdzi.

Noslēguma domas

Ātrā uzlāde klusi ir kļuvusi par vienu no tām funkcijām, par kurām neviens nedomā, kamēr tā nav pieejama — īsts ērtums, kad tā ir, un nedaudz kaitinoša retajās ierīcēs, kas joprojām uzlādējas ļoti lēni. Bažas, ko cilvēki izsaka par to, ir vērts uztvert nopietni, bet tās galvenokārt saistītas ar sliktas kvalitātes lādētājiem un nolietotiem akumulatoriem, nevis ar pašu tehnoloģiju, un tālruņi kā Tank 5 rāda, kā izskatās, kad uzlādes ātrums ir pareizi ieviests no paša sākuma: pietiekami ātrs, lai atbilstu lielam akumulatoram, un pietiekami drošs, lai par to ikdienā neuztrauktos.

BUJ

Kā ieslēgt ātro uzlādi?

Lielākajā daļā gadījumu nav nepieciešams nekas manuāli ieslēgt — ātrā uzlāde sāk darboties automātiski, tiklīdz pieslēdz lādētāju un kabeli, kas abi to atbalsta, jo tālrunis un lādētājs paši sarunā uzlādes ātrumu. Tas, vai ātrā uzlāde darbojas, nosaka aparatūra: izmantojot tālruņa komplektā esošo lādētāju vai sertificētu ekvivalentu ar pilnu nominālo jaudu, tiek atslēgts maksimālais ātrums, bet vecāks kabelis, mazākas jaudas adapteris vai vienkāršs power bank vienkārši atgriezīsies pie standarta uzlādes.

Kāds ir ātrās uzlādes mīnuss?

Galvenais kompromiss ir siltums: uzlāde ar augstāku jaudu rada vairāk siltuma akumulatorā nekā lēna smalka uzlāde, un siltums ir viens no galvenajiem faktoriem, kas laika gaitā samazina akumulatora ietilpību. Labi būvēti tālruņi to pārvalda ar temperatūras sensoriem un uzlādes mikroshēmām, kas automātiski samazina jaudu, kad nepieciešams, tāpēc ikdienas ietekme ir maza, bet nav nulle — tālrunis, kas tiek ātri uzlādēts katru dienu vairākus gadus, parasti parāda nedaudz lielāku akumulatora nolietojumu nekā tas, kas tiek lēni uzlādēts. Vēl viens praktisks mīnuss ir vienkāršs: nepieciešams pareizs lādētājs un kabelis, lai patiešām iegūtu ātrumu; citādi uzlādē tikai normālā režīmā.