Jak działa ładowarka sieciowa do telefonu?

Co to jest ładowarka sieciowa?

Ładowarki sieciowe to akcesoria dostarczające energię do wyposażonych w akumulatory urządzeń mobilnych – czyli takich, które pracują bez potrzeby stałego podłączenia do prądu (w przeciwieństwie do sprzętów stacjonarnych, jak komputery czy telewizory). Mowa tu na przykład o smartfonach, tabletach, laptopach, inteligentnych zegarkach, słuchawkach bezprzewodowych, przenośnych głośnikach etc.

Druga część nazwy, czyli sieciowe, wynika ze sposobu użytkowania. Taką ładowarkę podłącza się do gniazdka sieciowego, które znajdziesz w swoim domu, budynkach użyteczności publicznej czy nawet środkach komunikacji.

Ładowanie urządzeń mobilnych odbywa się z użyciem dwóch elementów. Jeden to wpinany do gniazdka sieciowego zasilacz. Drugi to przewód, w niektórych modelach stale przytwierdzony do zasilacza. Dziś jednak standardem są ładowarki z portem i oddzielnym kablem USB. Jedno ze złączy wpinane jest do zasilacza, a drugie do urządzenia mobilnego. Dzięki takiemu rozwiązaniu jeden kabel wystarczy, by ładować i przesyłać pliki. Ponadto, w razie połamania przewodu lub uszkodzenia wtyczki wystarczy wymiana kabla, a nie całej ładowarki.

Ładowarka do telefonu – oryginalna a uniwersalna

Przeważnie korzysta się z ładowarki dołączonej do zestawu. Jest to zresztą najlepszy sposób zasilania swoich urządzeń – bezpieczny i zapewniający odpowiednią prędkość uzupełniania akumulatora. Sprawa często komplikuje się, gdy:

trzeba wymienić ładowarkę na nową,
chcesz wyposażyć się w jedną ładowarkę do wszystkich swoich urządzeń,
producent nie dołącza zasilacza do smartfona.

Pojawiają się wtedy pytania: jakie parametry wziąć pod uwagę? Co mówią ampery, wolty i waty? I w końcu – którą ładowarkę wybrać, żeby szybko naładować smartfon lub inne urządzenie mobilne? Odpowiedź na te pytania wymaga zrozumienia podstawowych zasad działania ładowarek. Poniżej znajdziesz więc zbiór najważniejszych informacji, wyrażonych niekiedy w dużych uproszczeniach. A wszystko po to, by podstawy dotyczące procesu ładowania swoich urządzeń zrozumiał każdy.

Co to są ampery, wolty, waty i jaki mają wpływ na ładowanie urządzeń?

Temat ładowarek rozpocznijmy zatem od poznania trzech ważnych parametrów.

Wolty, czyli napięcie wyjściowe

W woltach (V) wyrażane jest napięcie elektryczne. Metaforycznie można je opisać jako ciśnienie przepychające prąd elektryczny w stronę podłączonych do gniazdka urządzeń. W tym gniazdku płynie prąd o napięciu aż 230 V. (Dodatkowo jest to prąd przemienny AC, a w ładowarce stały DC).

Tak silny strumień doprowadziłby do uszkodzenia niewielkich baterii w przenośnych urządzeniach. Ładowarki są zatem przystosowane do tego, by przyjęty z gniazdka sieciowego prąd przekazać do urządzeń mobilnych w bezpieczny i dostosowany do ich możliwości sposób.

Zasilacze w większości przypadków oferują napięcie wyjściowe 5 V. Znajdziesz jednak i takie akcesoria o większym napięciu wyjściowym lub określonym w przedziałach, np. od 3,3 do 11 V lub od 5 do 20 V. Te różnice wynikają z szybkości ładowania, która musi być dostosowana do zasilanego urządzenia.

Ampery, czyli prądy wyjściowy

Liczba amperów (A) wyraża natężenie prądu. Jest to ładunek przepływający przez daną powierzchnię w określonym czasie. Dla zobrazowania – jeden amper to ponad sześć trylionów elektronów przepływających w jednej sekundzie przez dany punkt.

W specyfikacji ładowarek znajdziesz informację o maksymalnym natężeniu prądu przekazywanego przez akcesorium do urządzeń mobilnych.

Waty, czyli moc ładowania

Kolejnym ważnym parametrem jest moc elektryczna wyrażana w watach, która oznacza pracę wykonaną przez prąd elektryczny w ciągu jednej sekundy. Określa się ją, mnożąc napięcie przez natężenie.

Przykład 2 A x 5 V = 10 W

Standardowe ładowarki dają prąd wyjściowy o napięciu 5 V i natężeniu 1 A, czyli ładują z mocą 5 W. Popularnym rozwiązaniem jest także napięcie 5 V i natężenie 2 A, co daje już 10 W. Jednak akcesoria z takimi parametrami wolno ładują urządzenia. A dziś ważna jest możliwość szybkiego uzupełnienia akumulatora. Producenci stosują natomiast różne technologie szybkiego ładowania, a żeby sprawne zasilanie było możliwe, konieczne jest spełnienie kilku wymagań.

Jak działa ładowarka sieciowa?

We wnętrzu tego niewielkiego akcesorium zachodzi wiele procesów, takich jak prostowanie i filtrowanie prądu oraz obniżanie napięcia. Zgłębiając nieco temat, należy powiedzieć, że ładowarka konwertuje prąd zmienny (taki, jaki jest w gniazdku) w prąd stały, dokładnie jednokierunkowy prąd tętniący. Później jest on filtrowany i dochodzi do wygładzenia tętnień. A zanim prąd trafi do naszych urządzeń, w ładowarce odbywa się jeszcze proces obniżenia napięcia.

To moment, w którym pojawia się pytanie, jaką dawkę energii jest w stanie przyjąć smartfon czy inne urządzenie mobilne. Bo teoretycznie – im wyższe napięcie i natężenie, tym szybciej smartfon się naładuje. Musi on jednak być przystosowany do przyjmowania takiej mocy. W praktyce wszystko zależy od możliwości ładowanych urządzeń, a nie tylko ładujących je akcesoriów.

Akumulatory w urządzeniach mobilnych mają bowiem sztywno określone limity, zwłaszcza maksymalnego napięcia, których koniecznie trzeba przestrzegać, żeby bezpiecznie i odpowiednio szybko ładować. Nie chodzi zatem o podłączenie jak najmocniejszej ładowarki i „wpychanie” do urządzenia prądu o wysokim napięciu i natężeniu. To skończyłoby się zniszczeniem, a nawet eksplozją baterii. W nowszych urządzeniach liczne zabezpieczenia sprawiają zresztą, że takie działanie jest niemożliwe. W wielu przypadkach nadal jednak może to negatywnie wpłynąć na żywotność baterii.

Napięcie wyższe niż wskazane przez producenta może uszkodzić baterię lub układ zasilania. Wyższe natężenie niekoniecznie. Wspomniane zabezpieczenia chronią przed przeciążeniem, więc smartfon nie pobierze więcej prądu, niż potrzebuje lub więcej niż przewidział to producent.

Podkreślić należy, że oprócz mocy zgodna musi być kombinacja wartości natężenia i napięcia.

Smartfon może „pozwolić” na dostarczenie energii z konkretnym wysokim napięciem i natężeniem (np. 15 V – 3 A) lub ograniczyć prąd do najniższych parametrów. To sprowadza nas do ustalenia pierwszego wymogu – smartfon i ładowarka muszą być kompatybilne. O tym decyduje obsługiwany standard szybkiego ładowania.

Jakie są standardy szybkiego ładowania?

Uniwersalność dostępnych na rynku ładowarek to wygoda, dzięki której jednym akcesorium można naładować wiele różnych urządzeń. W rzeczywistości jednak nie zawsze zapewnią one najlepsze, najszybsze zasilanie. Aby tak było, smartfon i ładowarka muszą obsługiwać ten sam standard szybkiego ładowania.

Można powiedzieć, że ładowarka komunikuje się ze smartfonem i negocjuje optymalny poziom mocy ładowania, o określonym napięciu i natężeniu. Jeśli nie dojdzie między nimi do porozumienia w kwestii szybszego ładowania, zasilanie akumulatora odbędzie się z użyciem mniejszej mocy lub nawet najmniejszej 5 W.

Twój smartfon obsługuje szybkie ładowanie? Tylko jakie? Istnieje bowiem kilka standardów szybkiego ładowania, stworzonych przez różne firmy. Aby dobrać ładowarkę, która rzeczywiście szybko zasili Twój smartfon, musi ona być kompatybilna z obsługiwaną przez urządzenie technologią.

Quick Charge

Najczęściej spotykanym standardem jest Quick Charge, stworzony przez firmę Qualcomm. W specyfikacjach ładowarek często przeczytasz informację, na przykład o „wsparciu dla technologii Quick Charge 3.0”. Jeśli Twój smartfon obsługuje funkcję szybkiego ładowania Quick Charge, to właśnie z taką ładowarką będzie możliwe szybkie uzupełnienie energii.

Smartfony zgodne z Quick Charge znajdziesz wśród modeli marek:

HTC
Xiaomi
realme
ASUS
OUKITEL
Cat
OPPO
Samsung
Sony
Google Pixel
Nokia
Black Shark

Technologie szybkiego ładowania są stale rozwijane, na szczęście kolejne generacje Quick Charge są wstecznie kompatybilne, więc moc ładowania dopasuje się także do starszego modelu, obsługującego poprzednią generację. To znaczy, że smartfon z Quick Charge 3.0 naładujesz ładowarką z Quick Charge 4.0.

Najnowszym obecnie standardem szybkiego ładowania od Qualcomma jest Quick Charge 5, ładujący z mocą powyżej 100 W i kompatybilny z Power Delivery (o którym więcej przeczytasz poniżej).

Autorskie technologie szybkiego ładowania

Wiele firm opracowało jednak własne, zastrzeżone standardy szybkiego ładowania. Wówczas, w większości przypadków, pozostaje zakup oryginalnej ładowarki. W większości, ponieważ niektóre urządzenia z autorską technologią będą zgodne także z Power Delivery i/lub Quick Charge. Nie będzie to natomiast tak szybkie ładowanie, jak za pomocą oryginalnej ładowarki, przystosowanej do konkretnego modelu smartfona.

Do autorskich standardów szybkiego ładowania należą:

VOOC Charge i Super VOOC od OPPO,
Fast Charge i Warp Charge od OnePlusa,
Super Charge od Huawei,
Turbo Power od Motoroli,
Dart Charge i SuperDart Charge od realme,
Super Fast Charging i Adaptive Fast Charge w Samsungach,
HyperCharge w gamingowych ASUS-ach,
Pump Express firmy MediaTek, wykorzystywany przez niektóre modele z procesorami tej marki.

Czym jest Power Delivery?

Istnieje też technologia Power Delivery. To standard stworzony z myślą o ujednoliceniu ładowania. PD można bowiem wdrożyć we wszystkich gadżetach USB i jest bardzo wydajny, dostarczy nawet 100 W, przy 20 V i 5 A. Jednak dokładna wartość napięcia, natężenia i mocy jest dostosowywana do ładowanego urządzenia.

Możliwość dopasowania parametrów pozwala na zasilanie jedną ładowarką wszystkich sprzętów mobilnych (z USB-C), od małych słuchawek, po duże laptopy. Ładowarka oraz ładowane urządzenie komunikują się ze sobą i ustalają parametry ładowania, więc gdy do ładowarki Power Delivery podłączasz smartfon, a później laptopa to każde z nich będzie zasilane z odpowiednią dla siebie mocą.

Należy zaznaczyć, że Power Delivery współpracuje tylko z USB-C. Jednak nie każdy produkt z USB-C obsługuje Power Delivery.

Smartfony zgodne z Power Delivery znajdziesz wśród urządzeń marek:

Apple
Google
Samsung
realme
Sony

Jak szybko ładują ładowarki z Power Delivery?

USB Power Delivery to rozwiązanie wdrażane w coraz większej liczbie najnowszych urządzeń mobilnych – smartfonach, tabletach, laptopach. Wciąż jednak nie jest to uniwersalny standard pozwalający na naładowanie wszystkich urządzeń z maksymalną możliwą mocą, mimo że PD może dostarczyć nawet 100 W. Nadal najszybsze obecnie ładowanie dostępne jest w smartfonach z autorskimi technologiami (które mają rozmaite kombinacje napięcia i natężenia) i z użyciem oryginalnych ładowarek.

W przypadku Power Delivery typową mocą ładowania dla smartfonów będzie 18 W, a dla laptopów najczęściej, zwłaszcza w przypadku ultrabooków, 45–65 W. Smartfony nie przepadają za ładowaniem ich baterii pod wysokim napięciem (w przeciwieństwie do laptopów). Najczęściej wykorzystywane jest 5 V lub 9 V i wyższy prąd. Na przykład Huawei przy 40 W wykorzystuje 10 V i 4 A, a OnePlus przy 65 W – 10 V i 6,5 A.

W Power Delivery napięcie może być na poziomie 5 V, 9 V, 15 V i 20 V. Najbliższe temu jest w takim razie napięcie 9 V, jednak dla USB PD jest ono ograniczone do zakresu 1,67–3 A, czyli max. 27 W. W rzecywistości pełne 3 A nie jest wykorzystywane. Ładowanie smartfonów ogranicza się zatem do 18–20 W. Jedynie niektóre smartfony, które wykorzystują Power Delivery jako podstawową technologię szybkiego ładowania, mogą ładować się nieco szybciej.

Programmable Power Supply (PPS)

Ciągły rozwój technologii szybkiego ładowania przynosi jednak kolejne zmiany. Jest nim między innymi protokół Programmable Power Supply (PPS) dodany do USB PD 3.0 i QC 4.0. Dzięki niemu zasilacz częściej wymienia dane z urządzeniem i może dynamicznie dostosowywać napięcie i natężenie. To pozwala chociażby na zmniejszenie napięcia po szybkim naładowaniu akumulatora do 80% pojemności, aby go nie uszkodzić.

PPS, choć istotny, przynosi natomiast kolejne komplikacje związane z kompatybilnością. Na przykład do szybkiego ładowania smartfonów Samsung z serii Galaxy S21 wystarczy PD 2.0 lub QC 2.0 i będzie to ładowanie z mocą 15 W, jednak do superszybkiego ładowania o maksymalnej dla tych smartfonów mocy (25 W) konieczne jest akcesorium z Power Delivery 3.0.

Czy kabel USB jest ważny dla szybkiego ładowania?

Wiadome jest, że kabel trzeba dobrać zgodnie ze złączem, w jakie wyposażony jest smartfon czy inne urządzenie mobilne. Może to być micro-USB, USB-C czy Lightning. Jednak nawet tak z pozoru błahe akcesoria jak przewody są ciągle ulepszane i rozwijane technologicznie, dlatego ważny będzie także standard i protokół, określające możliwości kabla. Prąd przepływa przez kabel USB, wiec również ta część musi być przystosowana do „przepuszczania” odpowiedniej dawki energii.

Najpopularniejsze jest obecnie złącze USB typu C, które oprócz wygody użytkowania i szybkiego przesyłania danych umożliwia także szybkie ładowanie urządzeń, nawet do 100 W. Choć USB-C to dziś standard, nie każdy kabel będzie taki sam. Najważniejsze to zwrócić uwagę na wskazaną w specyfikacji wartość natężenia prądu, jakie kabel jest w stanie przesłać.

Tańsze kable oraz te, które nie mają jasno określonej specyfikacji, mogą wolniej ładować smartfon mimo obecności technologii szybkiego ładowania i odpowiedniej ładowarki. Istnieje także ryzyko przegrzania kabla i pożaru. Warto zatem postawić na oryginalne produkty lub te od sprawdzonych producentów. A w przypadku kabli Lightning do urządzeń Apple potrzebny jest certyfikat MFi.

Zobacz kable od Silver Monkey

Z jakimi problemami związanymi z procesem ładowania możesz się spotkać?

Im więcej watów, tym szybsze ładowanie, jednak standard ładowania musi być zgodny z tym, obsługiwanym przez smartfon.
Każda certyfikowana ładowarka Quick Charge i/lub Power Delivery może szybko naładować urządzenia z funkcją Quick Charge lub Power Delivery. Takie adaptery mogą zasilać również urządzenia, które nie obsługują QC lub PD, natomiast wówczas nie będą dostępne funkcje szybkiego ładowania. Zasilanie odbędzie się z najniższą mocą.
Urządzenie podłączone do ładowarki z niekompatybilną technolgią szybkiego ładowania zostanie naładowane wolniej, czyli ze standardową szybkością około 5 W.
Urządzenia, które nie wspierają technologii szybkiego ładowania, również zostaną naładowane wolniej.
Jeśli masz ładowarkę zgodną ze standardem szybkiego ładowania obsługiwanym przez Twój smartfon, ale ładowanie nadal jest bardzo wolne, wina może leżeć po stornie niekompatybilnego kabla. Wybierając przewód, sprawdź, jakie jest maksymalne obsługiwane natężenie. Najlepiej używać oryginalnego przewodu dołączanego do zestawu z nowym smartfonem.
Wiele smartfonów podczas podpinania kabla wyświetla komunikat o rozpoczęciu ładowania. Może to być np. ładowanie lub szybkie ładowanie. Nie mówi to wprawdzie dużo o szybkości czy standardzie ładowania, ale brak informacji o szybkim ładowaniu wskaże, że coś jest nie tak.
Najwięcej ładowarek uniwersalnych będzie obsługiwało technologię Power Delivery oraz Quick Charge. Wynika to z faktu najczęstszego występowania tych obu standardów w smartfonach różnych marek. Także tych, które obsługują autorskie technologie szybkiego ładowania. Jeśli zależy Ci na najszybszym ładowaniu smartfona z autorską technologią, będziesz musiał wybrać oryginalną ładowarkę i kabel od producenta.
Ładując mniejsze akcesoria i gadżety technologiczne, takie jak smartbandy czy słuchawki, prąd będzie dostosowany do tego, co jest w stanie przyjąć urządzenie.
W przypadku niektórych modeli ładowarek wieloportowych, po podłączeniu więcej niż jednego urządzenia moc jakby „rozkładana” jest na wszystkie porty, zatem nie osiągnie maksymalnej mocy ładowania dla jednego z podłączonych urządzeń. Są jednak ładowarki, których porty działają niezależnie na osobnych układach.
Ładowanie z maksymalną mocą oferowaną przez ładowarkę wieloportową możliwe jest zazwyczaj przez jeden konkretny port, pozostałe oferują wolniejsze ładowanie.
Pamiętaj, że prędkość ładowania spada, gdy bateria osiąga około 80% zapełnienia. Dzieje się tak, ponieważ bateria chroniona jest przed zbyt dużą energią i przegrzewaniem się. Ładowanie zwalnia, aby nie uszkodzić akumulatora.
Szybkość ładowania zależy też od pojemności baterii, czyli liczby mAh.
Podana w specyfikacji moc ładowania jest wartością w idealnych warunkach. W rzeczywistości sprawność ta będzie osiągała około 80–90% tej mocy. Należy też pamiętać, że każdy – nawet odpowiednio dobrany kabel – może powodować straty ze względu na wewnętrzną rezystencję, czyli opór, co emitowane jest jako ciepło.

Jak dobrać odpowiednią ładowarkę do smartfona?

Sprawdź, jaki standard szybkiego ładowania obsługuje Twój smartfon. Taką informację znajdziesz w podręczniku użytkownika dołączonym do smartfona, ustawieniach telefonu lub na oficjalnej stronie producenta. Możesz też skontaktować się z autoryzowanym serwisem. Ładowarka musi oferować ten sam standard ładowania, jaki obsługuje smartfon.
Jeśli nie wiesz jaki standard ładowania obsługują Twoje urządzenia, najlepszym wyborem będzie ładowarka z Power Delivery lub najnowszym standardem Quick Charge, ponieważ dostosowują one parametry ładowania do urządzenia i wykorzystywane są w coraz większej liczbie współczesnych urządzeń.
Sprawdź też, jaka jest maksymalna moc ładowania Twojego urządzenia. Ładowarka musi oferować mocą równą bądź wyższą.
Wybierz ładowarkę wyposażoną w odpowiedni port. Jeśli masz oryginalny kabel od producenta, dopasuj do niego zasilacz – z portem USB-A czy USB-C. Dla przykładu, w ASUS Zenfone 8 do zestawu dołączony jest kabel z dwoma złączami USB-C, natomiast do Xiaomi Mi 10T Pro kabel z USB-A i USB-C. Jeśli szukasz nowej ładowarki i nowego kabla to obustronne USB-C z reguły pozwoli uzyskać szybsze ładowanie.
Istotny jest również standard USB – 2.0 będzie ładować wolniej niż 3.0.
Do szybkiego ładowania potrzebny jest odpowiedni kabel. Sprawdź w jego specyfikacji wartość maksymalnego obsługiwanego natężenia.
Do ładowania smartfonów marki Apple potrzebny jest kabel UBC-C – Lightning z certyfikatem MFi. Ładowarka do iPhone’a musi być zgodna ze standardem USB Power Delivery.
Ładowarka do smartfonów Samsung Galaxy musi obsługiwać standard Power Delivery, a do najszybszego ładowania – Power Delivery 3.0.
Jeśli szukasz kompaktowej i mocnej ładowarki, która zasili także laptopa, postaw na model wykorzystujący azotek galu. Sprawdź, co to jest ładowarka GaN i dlaczego warto ją wybrać.

Zobacz także, jak działa ładowanie indukcyjne i czy warto skorzystać z takiego rozwiązania:

Ładowanie bezprzewodowe – to znaczy jakie? Jak działa? Czy jest potrzebne?

Polecane ładowarki sieciowe

Sprawdź wszystkie ładowarki w sklepie x-kom

Malwina Stelmaszczyk

Ze smartfonem spędza dwa razy więcej czasu niż statystyczny użytkownik. W nowych modelach przede wszystkim poszukuje innowacyjnych rozwiązań i testuje aparaty. Przykłada wyjątkowo dużą wagę do designu.

Jak działa ładowarka sieciowa do telefonu i innych urządzeń mobilnych? Najważniejsze parametry i standardy szybkiego ładowania

Malwina Stelmaszczyk

Co to jest ładowarka sieciowa?

Ładowarka do telefonu – oryginalna a uniwersalna