Sicherlich haben viele bemerkt, dass einzelne Autoladegeräte Smartphones langsamer aufladen als Netzwerkladegeräte. Dies gilt insbesondere für billige Modelle. Gleichzeitig können sie einen Tester mit einer kalibrierten Last stechen und sicherstellen, dass sie ihre korrekten Volt und Ampere korrekt ausgeben.
Dafür gibt es zwei Gründe. Aber zuerst ein paar Worte zum Laden von „Lithium-Ionen“, der Logik der Controller in Smartphones und den Lügen der chinesischen Hersteller von Ladegeräten.
Theorie
Das Laden des "Lithium-Ionen" -Prozesses ist komplex und mehrstufig. Normalerweise besteht es aus zwei Phasen: In der ersten (Haupt-) Stufe liefert die Steuerung einen konstanten Strom und wartet, bis die Spannung an der Batterie ihren Maximalwert erreicht hat (normalerweise bei ~ 80% Ladung). Dann wechselt es in den Lademodus. Darin wird der Batterie die maximal geregelte Spannung mit einem einstellbaren Strom zugeführt, die für moderne Batterien 4,2 bis 4,4 V beträgt (und die selbst um 0,1 V nicht überschritten werden kann). Jeder, der sich für Details zu Ladung, Entladung, zulässigen Strömen und Ressourcenzyklen in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur und anderen Parametern interessiert, kann sich mit
diesem Artikel vertraut machen, in dessen zweitem Teil dies alles ausführlich beschrieben wird.
Die Steuerung steuert alle diese Prozesse. Manchmal integrieren sich Controller in SoC, aber externe Lösungen sind häufiger.
Die Steuerungen überwachen gleichzeitig mehrere Prozessparameter, einschließlich Strom, Spannung der Quelle und der Batterien sowie die Temperatur der Batteriezellen. Vor allem aber können sie mit einem unbekannten Grundelement arbeiten, nämlich der Stromquelle. Daher führt der Controller vor Beginn des Ladevorgangs eine Reihe von Tests durch, um die Funktionen des angeschlossenen Speichers zu verstehen und ihn nicht zu überlasten. Nach Überprüfung des Speichers legt die Steuerung den Grenzwert des ausgewählten Stroms fest, den sie jeweils für akzeptabel und sicher hält.
Der Hauptparameter, der in der Phase des Testens des Speichers überprüft werden muss, ist höchstwahrscheinlich der Spannungsabfall, wenn eine bestimmte Strombelastung angeschlossen ist. Wenn die Spannung einer 5-Volt-Quelle unter 4,8 V fällt, reduziert das Ladegerät die Last um einen Schritt und überwacht erneut die Spannung. Nach meinen Beobachtungen verwenden die Controller für Smartphones mit einem maximal geregelten Ladestrom von 1 A die folgenden Schritte: 0,4 A, 0,5 A, 0,7 A und 1 A. Es versteht sich, dass der Stromverbrauch eines modernen Smartphones während des Spiels durchschnittlich ist Die Komplexität der 3D-Aktion beträgt ungefähr 2,5 Wh, was 0,5 A entspricht, wenn sie auf eine 5-Volt-Stromversorgung interpoliert wird. Der gleiche Stromverbrauch wird erzielt, wenn sich das Smartphone im Navigationsmodus befindet, was im Auto am häufigsten der Fall ist. Dies bedeutet, dass der Akku des Smartphones nicht aufgeladen wird, wenn das Smartphone aktiv verwendet wird und die Stromquelle weniger als 0,7 A erzeugt (hier werden alle Arten von Verlusten berücksichtigt).
Tests
Die Frage des Testens wurde durch die Situation mit zwei Übungen aufgeworfen, die sich auf einer der langen Reisen in meinem Arsenal befanden. Der erste gab ehrlich gesagt 0,7 A bei 5 V ab, aber das Smartphone, das mehrere Stunden im Navigationsmodus arbeitete, füllte die Ladung seines Akkus nicht nur nicht auf, sondern erschöpfte ihn auch vollständig. Die zweite Testladung zeigte an jedem der Anschlüsse eine sichere 2 A, aber damit wiederholte sich die Situation vollständig. Infolgedessen bestellte ich drei weitere Modelle bei Aliexpress und überprüfte die Arbeit aller fünf Modelle mit einer statischen Belastung von 1 und 2 A sowie mit fünf Smartphones, die zu diesem Zeitpunkt zur Hand waren.
Tests mit Statik ergaben zwei interessante Punkte: Die Chinesen täuschen dreist mit den erklärten Eigenschaften billiger Modelle (hier zweifelte niemand). Außerdem sinkt ihre ohnehin geringe Leistung nach einigen Minuten auf völlig inakzeptable Werte, wenn die Speicherelektronik erwärmt wird.
Um den Artikel nicht zu überladen, habe ich beschlossen, alle Tests mit statischen Belastungen pro Frame zu entfernen und für jede Ladung nur die maximalen stabilen Strom- und Spannungswerte an einem Port vor und nach dem Erhitzen zu belassen. Wenn jemand jedoch alle statischen Messungen mit Lasten von 1 und 2 A sehen möchte, kann er sie
hier finden . Die einzige Einschränkung ist, dass ich ein Lastmodul mit einem maximalen Strom von 2 A hatte. Wenn der Port mehr liefern konnte, können wir dies nur anhand des Spannungspegels erraten.
Der Testprozess selbst war äußerst einfach: Die nächste Ladung wurde an einen 12-Volt-Akku mit 7 Ah angeschlossen, und es wurden fünf Test-Smartphones geladen, deren Akkus zu 25-40% geladen waren. Für jedes Smartphone wurden Strom und Spannung aufgezeichnet, die von ihnen zum Laden ausgewählt wurden, während das Ladegerät noch kalt war.
Es gab fünf Smartphones. Zwei alte Männer: Samsung Galaxy Nexus (GT-i9250) mit einer maximalen Stromaufnahme von 1 A und Zopo ZP-100 (maximaler Strom ~ 700 mA). Plus drei brandneue: Huawei P9 Light, Apple iPhone SE und ZTE Axon 7 mini. Die ersten beiden sind auf einen Strom von 1 A begrenzt, während ZTE die Qualcomm Quick Charge 2.0-Technologie verwendet und von einer 5-Volt-Quelle bis zu zwei Ampere aufnehmen kann.
Hier ist eine allgemeine Ergebnistabelle. Die erste Zeile zeigt die Parameter, die die Ladegeräte in den ersten Minuten ausgeben. In der zweiten Zeile diejenigen, die nach einiger Zeit installiert wurden. Wenn die Zelle in Ordnung ist, wurde im Lade-Smartphone-Bundle der maximal mögliche Modus dafür verwendet. Rot hervorgehobene Fälle, in denen das Smartphone einen schwächeren Modus als ursprünglich zum Aufladen enthielt.
* - Ungefähr jedes fünfte Mal stellte das Smartphone den Mindeststrommodus auf 0,4 A ein.
** - am zweiten Stecker ein stabiles Ergebnis von nicht mehr als 0,4 A bei 5,08 V.
*** - am zweiten Anschluss haben mehr als 1,25 A nicht versucht, das Smartphone zu nehmen, während es vom ersten stabil 1,6 A extrahiert hat.
Testergebnisse
1. Die Chinesen lügen schamlos über die Eigenschaften ihrer Ladungen, da für alle Ströme von bis zu 2 A versprochen wurden (mit Ausnahme von HZ-008).
2. Es gibt "launische" Smartphones, die nicht alle Gebühren mögen.
3. Controller für einfache und billige Smartphones (und andere Geräte) sind weniger kostenpflichtig (siehe ZP-100).
4. Wenn die Spannung an der Quelle unter 4,8 V fällt, reduziert der Laderegler den Laststrom um einen Schritt. In den meisten Fällen erfolgt die Abstimmung nur einmal, bevor der Ladevorgang gestartet wird.
5. QuickCharge 2.0 überwacht die Quellparameter ständig und nicht erst vor Beginn des Prozesses.
6. Wenn Sie eine kostengünstige Gebühr kaufen, besteht immer die Möglichkeit, dass Ihr Smartphone diese nicht mag, auch wenn es regelmäßig die angegebenen Ampere und Volt ausgibt.
Was zeigte die Autopsie
Was ist der Grund für diese Selektivität? Wenn Sie den fantastischen Nihilismus des Galaxy Nexus hinter den Kulissen lassen, der mit einer einzigen Ladung nicht mehr als 0,7 A benötigte, dann betrifft der Rest der „Beschwerden“ die Qualität der Quellen in Bezug auf Strom und Spannung. Gleichzeitig erkennen einige Smartphones problematische Ladungen, bis Strom und Spannung auf ihnen abfließen. Das Beste daran ist das Axon 7 mini.
In allen Lademodellen sind PWMs installiert, die für die Absenkung der Spannung von 12 auf 5 Volt verantwortlich sind. Sie werden mit einem einfachen LC-Filter ergänzt, um die Welligkeit auszugleichen, und sie fügen dem Eingang je nach Bedarf der PWM-Hersteller einen Kondensator hinzu.
Das gleiche PWM AD84064Q ist in SA 2211 und HZ-008 installiert, die gemäß den Spezifikationen keinen stabilen Strom von mehr als 0,8 A erzeugen sollten, wie wir in der Praxis sehen. Außerdem sinkt die Leistung beim Erhitzen erheblich. Und welche Art von PWM beim Schwarzladen installiert ist, das die besten statischen Ergebnisse und einen Gesamtstrom von mehr als 3 A zeigte, bleibt ein Rätsel. Der Chip hatte überhaupt keine Markierungen.
Gleichzeitig weigerte sich Galaxy Nexus, mehr als 0,4 A davon zu akzeptieren. Es kann angenommen werden, dass der Grund für dieses Verhalten schlecht geglättete Wellen sind. Das darin enthaltene LC-Filter scheint jedoch viel besser implementiert zu sein als in derselben SA 2211. Es ist jedoch sehr schwierig, seine Funktion ohne Spezialwerkzeuge, dasselbe Oszilloskop, zu überprüfen. Vielleicht kaufe ich ein billiges Modell von den Chinesen und führe eine detailliertere Studie durch.
PS Ich hätte es fast vergessen, mit Netzwerkgebühren über die gleiche Geschichte. In meiner Praxis stieß ich auf eine Situation, in der verschiedene Smartphones unterschiedliche Ströme aus derselben Ladung nahmen. Da sie jedoch sofort mit ihrem Eingeborenen verbunden waren, nutzten sie es maximal.