Beaucoup ont sûrement remarqué que les chargeurs de voiture individuels chargent les smartphones plus lentement que les chargeurs de réseau. Cela est particulièrement vrai pour les modèles bon marché. En même temps, ils peuvent pousser un testeur avec une charge calibrée et s'assurer qu'ils donnent correctement leurs volts et ampères corrects.
Il y a deux raisons à cela. Mais d'abord, quelques mots sur la charge «lithium-ion», la logique des contrôleurs des smartphones et les mensonges des fabricants chinois de chargeurs.
Théorie
La charge du procédé "lithium-ion" est complexe et en plusieurs étapes. Habituellement, il se compose de deux phases: au premier étage (principal), le contrôleur fournit un courant constant et attend que la tension sur la batterie atteigne sa valeur maximale (généralement à ~ 80% de charge). Il passe ensuite en mode recharge. Dans ce document, la tension maximale régulée est fournie à la batterie, qui pour les batteries modernes est de 4,2-4,4 V (et il est impossible de la dépasser même de 0,1 V), avec un courant réglable. Toute personne intéressée par les détails sur la charge, la décharge, les courants admissibles et les cycles de ressources en fonction du temps, de la température et d'autres paramètres peut se familiariser avec
cet article, dans la deuxième partie de laquelle tout cela est décrit en détail.
Le contrôleur contrôle tous ces processus. Parfois, les contrôleurs s'intègrent dans SoC, mais les solutions externes sont plus courantes.
Les contrôleurs surveillent simultanément plusieurs paramètres du processus, notamment le courant, la tension de la source et des batteries, ainsi que la température des cellules de la batterie. Mais surtout, ils sont capables de travailler avec une inconnue de base, qui est la source d'alimentation. Par conséquent, avant de commencer la charge, le contrôleur effectue une série de tests pour comprendre les capacités de la mémoire connectée et non pour la surcharger. Après avoir vérifié la mémoire, le contrôleur définit la valeur limite du courant sélectionné, qu'il considère acceptable et sûr dans chaque cas.
Le paramètre principal à vérifier au stade du test du dispositif de mémoire est très probablement la chute de tension lorsqu'une certaine charge de courant est connectée. Si la tension d'une source de 5 volts tombe en dessous de 4,8 V, le chargeur réduit la charge d'un pas et surveille à nouveau la tension. Selon mes observations, pour les smartphones avec un courant de charge régulé maximum de 1 A, les contrôleurs utilisent les étapes suivantes: 0,4 A, 0,5 A, 0,7 A et 1 A. Il faut comprendre que la consommation électrique d'un smartphone moderne pendant le jeu est moyenne La complexité de l'action 3D est d'environ 2,5 Wh, ce qui correspond à 0,5 A lorsqu'elle est interpolée à une alimentation de 5 volts. La même consommation d'énergie sera lorsque le smartphone est en mode navigateur, ce qui est le plus souvent le cas dans la voiture. Cela signifie que si le smartphone est utilisé activement et que la source d'alimentation produit moins de 0,7 A, la batterie du smartphone ne sera pas chargée (ici, nous prenons en compte toutes sortes de pertes).
Les tests
La question des tests a été provoquée par la situation avec deux exercices qui se trouvaient dans mon arsenal lors d'un des longs voyages. Le premier a honnêtement donné 0,7 A à 5 V, mais le smartphone fonctionnant en mode navigateur pendant plusieurs heures n'a pas seulement reconstitué la charge de sa batterie, mais l'a également complètement épuisé. La deuxième charge d'essai a montré une confiance de 2 A sur l'un des connecteurs, mais avec elle, la situation a été complètement répétée. En conséquence, j'ai commandé trois autres modèles sur Aliexpress et vérifié le travail des cinq avec une charge statique de 1 et 2 A, ainsi qu'avec cinq smartphones, qui étaient à portée de main à l'époque.
Les tests avec la statique ont révélé deux points intéressants: les Chinois trompent effrontément avec les caractéristiques déclarées des modèles bon marché (personne ne doute ici). De plus, leurs performances déjà faibles diminuent à des valeurs complètement inacceptables après quelques minutes lorsque l'électronique de la mémoire est chauffée.
Afin de ne pas encombrer l'article, j'ai décidé de supprimer tous les tests avec des charges statiques par trame, en ne laissant pour chaque charge que les valeurs de courant et de tension stables maximales sur un port avant et après chauffage. Mais si quelqu'un veut voir toutes les mesures statiques avec des charges de 1 et 2 A, elles peuvent être trouvées
ici . La seule mise en garde est que j'avais un module de charge avec un courant maximum de 2 A. Et si le port était capable de fournir plus, nous ne pouvons que le deviner par le niveau de tension.
Le processus de test lui-même était extrêmement simple: la charge suivante était connectée à une batterie de 12 Ah entièrement chargée de 7 volts, et cinq smartphones de test lui étaient chargés à leur tour, dont les batteries étaient chargées à 25-40%. Pour chaque smartphone, le courant et la tension ont été enregistrés, qui ont été choisis par eux pour la charge alors que le chargeur était encore froid.
Il y avait cinq smartphones. Deux vieillards: Samsung Galaxy Nexus (GT-i9250) avec une consommation de courant maximale de 1 A et Zopo ZP-100 (courant maximum ~ 700 mA). Plus trois tout nouveaux: Huawei P9 Light, Apple iPhone SE et ZTE Axon 7 mini. Les deux premiers sont limités à un courant de 1 A, tandis que ZTE utilise la technologie Qualcomm Quick Charge 2.0 et peut prendre jusqu'à deux ampères à partir d'une source de 5 volts.
Voici un tableau général des résultats. La première ligne montre les paramètres que les chargeurs donnent dans les deux premières minutes. Dans la deuxième ligne, ceux qui sont installés après un certain temps se sont écoulés. Si la cellule est OK, alors dans le pack de chargement du smartphone, le mode maximum possible a été utilisé pour cela. Les cas rouges surlignés où le smartphone incluait un mode plus faible que celui d'origine pouvaient donner la charge.
* - environ une fois sur cinq, le smartphone définit le mode de courant minimum sur 0,4 A.
** - sur le deuxième connecteur, un résultat stable de pas plus de 0,4 A à 5,08 V.
*** - sur le deuxième connecteur, plus de 1,25 A n'a pas essayé de prendre le smartphone, tandis que le premier a extrait de manière stable 1,6 A.
Conclusions du test
1. Les Chinois mentent sans vergogne sur les caractéristiques de leurs charges, car pour chacun d'eux des courants allant jusqu'à 2 A ont été promis (à l'exception du HZ-008).
2. Il existe des smartphones "capricieux" qui n'aiment pas tous les frais.
3. Les contrôleurs pour smartphones simples et bon marché (et autres appareils) sont moins exigeants en termes de charges (voir ZP-100).
4. Si la tension à la source chute en dessous de 4,8 V, le contrôleur de charge réduit le courant de charge d'un pas. Dans la plupart des cas, le réglage n'est effectué qu'une seule fois avant de démarrer le processus de charge.
5. QuickCharge 2.0 surveille les paramètres source en permanence, et pas seulement avant le début du processus.
6. Si vous achetez une charge peu coûteuse, il y a toujours une chance que votre smartphone ne l'aime pas, même s'il émet régulièrement les ampères et volts déclarés.
Ce qui a montré l'autopsie
Quelle est la raison de cette sélectivité? Si vous laissez derrière les coulisses le nihilisme fantastique du Galaxy Nexus, qui n'a pas pris plus de 0,7 A sur une seule charge, alors le reste des «revendications» concerne la qualité des sources en termes de courant et de tension. Dans le même temps, certains smartphones reconnaissent les charges problématiques jusqu'à ce que le courant et la tension commencent à s'écouler sur eux. Le meilleur de tout cela est l'Axon 7 mini.
Dans tous les modèles de charge, des PWM sont installés, qui sont responsables de l'abaissement de la tension de 12 à 5 volts. Ils sont complétés par un simple filtre LC pour lisser l'ondulation, et ils ajoutent également un condensateur à l'entrée, comme les fabricants de PWM l'exigent.
Le même PWM AD84064Q est installé dans SA 2211 et HZ-008, qui, selon les spécifications, ne devraient pas produire un courant stable de plus de 0,8 A, ce que nous voyons dans la pratique. De plus, lorsqu'il est chauffé, les performances diminuent considérablement. Et quel type de PWM est installé dans la charge noire, qui a montré les meilleurs résultats en statique et le courant total de plus de 3 A reste un mystère. La puce n'avait aucune marque.
Dans le même temps, Galaxy Nexus a refusé d'en accepter plus de 0,4 A. On peut supposer que la raison de ce comportement est des ondulations mal lissées. Cependant, le filtre LC en lui semble être implémenté bien mieux que dans le même SA 2211. Mais il est très difficile de vérifier son fonctionnement sans outils spéciaux, le même oscilloscope. J'achèterai peut-être un modèle bon marché aux Chinois et mènerai une étude plus détaillée.
PS J'ai presque oublié, avec des frais de réseau sur la même histoire. Dans ma pratique, je suis tombé sur une situation où différents smartphones prenaient différents courants de la même charge. Mais étant immédiatement connecté à leur natif, ils l'ont utilisé au maximum.