Когда дело доходит до зарядки наших телефонов, в основном говорят о скорости и удобстве. Есть еще одна часть уравнения, и хотя она не привлекает особого внимания, она все же важна: эффективность.
Эффективность важна, потому что от нее зависит, сколько энергии будет потрачено впустую и насколько сильно нагреваются наши батареи. Мы все знакомы с последним, особенно потому, что мы видели, что происходит, когда батареи становятся слишком горячими, но первое, похоже, никого не беспокоит. Это из-за масштабов - даже самый неэффективный способ зарядки телефона расходует намного меньше электроэнергии, чем постоянное подключение микроволновой печи, телевизора или кабельной приставки. Но я думаю, что эту тему все же стоит изучить.
В слишком долго не читал Это объясняется тем, что самый эффективный способ зарядки телефона - самый медленный: простое зарядное устройство USB-A на 5 В на 1 А в сочетании с коротким и прочным кабелем, подключенным непосредственно к телефону. Это также метод, который большинство людей никогда не будет использовать, потому что он очень медленный, а скорость и удобство имеют значение.
Зарядка телефона тратит впустую электроэнергию, но с каждым годом она становится все более эффективной.
Хорошая новость - быстрая зарядка, будь то собственное решение от таких компаний, как Qualcomm или OnePlus, или более открытый метод, подобный тому, что консорциум USB предлагает со стандартами USB, такими как Power Delivery, становится намного более эффективным. Это не случайность, и все вовлеченные компании работают над тем, чтобы зарядить ваш телефон быстрее, чем когда-либо, и при этом сделать его безопаснее, чем когда-либо.
Когда вы имеете дело с электричеством, более быстрое и безопасное означает одно - сокращение энергии, теряемой в виде тепла. Тепло - это естественный побочный продукт электричества, наряду с магнетизмом и светом. Эти три вещи на самом деле все, что электричество может делать, насколько мы можем видеть или чувствовать. Когда ваша цель - переместить больше электронов из точки A в точку B, вы должны учитывать тепловой фактор, и его устранение также делает вещи более энергоэффективными.
Когда дело доходит до эффективной зарядки, программное обеспечение делает больше, чем оборудование.
Большинство улучшений в этой области фактически сделано с помощью программного обеспечения, когда дело доходит до более быстрой зарядки. Спроектировать зарядное устройство, которое будет обеспечивать большую мощность, относительно просто, и есть способы сделать продукты так, чтобы они оставались более прохладными - Зарядные устройства GaN (нитрид галлия) являются здесь довольно большим прорывом. Однако самый важный фактор - это знать, когда использовать более высокую мощность, а когда уменьшить.
Ваш телефон подключен к сети, чтобы точно знать, сколько энергии поступает в порт зарядки, сколько энергии может безопасно «поглотить» аккумулятор, а также температуру всех задействованных схем. Когда телефон может эффективно взаимодействовать с зарядным устройством, им можно управлять для обеспечения того, что устройство хочет, когда дело доходит до питания. Основная цель этой интеллектуальной связи - безопасность, но побочным продуктом является эффективность, потому что меньше тепла означает меньше энергии.
Подробнее: Что такое беспроводная зарядка и как она работает?
Беспроводная зарядка идет по тому же пути, но приручить его гораздо труднее. Возможно, вы этого не знаете, но проводное и беспроводное зарядные устройства во многом идентичны. Самая большая разница - это размер воздушного зазора (расстояние между) двух катушек. Вы можете преобразовать мощность переменного тока, поместив две намотанные катушки очень близко друг к другу, а количество витков медного провода определяет изменение напряжения: 10000 витков на входе могут и 1000 витков на выходной катушке снизят напряжение на 90%.
Беспроводное зарядное устройство использует две катушки в непосредственной близости для передачи напряжения вместо его преобразования. Входная катушка находится в зарядном устройстве, а выходная катушка находится в вашем телефоне, и когда на вход подается питание, он колеблется, и магнетизм вызывает колебания выходной катушки в телефоне. Когда вы раскачиваете медную катушку в магнитном поле, вы генерируете электричество. Это очень элементарное объяснение, в котором не учитываются некоторые мелкие детали, но его легко понять, если вы не инженер.
КПД трансформатора с обмоткой или набора индуктивных катушек во многом зависит от упомянутого выше воздушного зазора - чем больше зазор, тем меньше энергии может быть передано. Если не заниматься математикой и перечислять множество несущественных исключений, то набор индуктивных катушек примерно на 70% эффективнее схемы с прямым подключением. Это означает, что на 30% больше энергии теряется в виде тепла между сетевой вилкой и телефоном, когда вы вставляете его в беспроводное зарядное устройство.
OnePlus 8 Pro имеет беспроводную зарядку 30 Вт - вот как она работает без перегрева
Наконец, все методы зарядки также зависят от того, что происходит внутри телефона, когда он передает энергию от порта зарядки или беспроводной зарядной катушки к батарее. Компании, производящие телефоны, работают над тем, как подавать энергию в аккумулятор, не добавляя при этом дополнительного тепла. Теоретически это невозможно, но это можно немного смягчить. Беспроводная зарядка OnePlus Warp Charge Конструкция значительно улучшила это пространство за счет использования зарядных насосов и быстрой зарядки на скоростях, которые конкурируют с проводными и не добавляют много дополнительного тепла.
Когда все сказано и сделано, вы не тратите много энергии на любой метод зарядки телефона. Но некоторые из них более эффективны, чем другие, и производители телефонов работают над тем, чтобы сделать более удобные методы, такие как быстрая зарядка и беспроводная зарядка, еще менее расточительными.