Что такое gun зарядка
Обновлено: 07.07.2024
Не вдаваясь в теорию нитрид-галлиевых (GaN) транзисторов, скажу, что по сравнению с обычным кремниевыми MOSFET, при равных параметрах, они имеют более высокий КПД и меньшие размеры, позволяя управлять большей мощностью без заметного тепловыделения.
Улучшенные частотные и мощностные характеристики делают GaN транзисторы идеальным решением для построения мощных импульсных источников питания, преобразователей и другого оборудования, в том числе и привычных зарядных устройств для наших гаджетов, позволяя делать их заметно компактнее, чем аналоги на обычных MOSFET. В этом обзоре я расскажу об одной из первых GaN зарядке Ks-432 от KS-is .
Интерес к этой зарядке обусловлен не только использованием GaN транзисторов, но и ее умной начинкой, поддерживающей все актуальные технологии быстрой зарядки, протоколы Power Delivery (PD 3.0) для зарядки ноутбуков и протокол PPS, оптимизирующий выходную мощность каждого порта согласно требованиям заряжаемого устройства.
Какой блок питания на базе нитрида галлия купить сегодня
Baseus GaN Charger 45W
Эта модель в ассортименте Baseus является одной из самых интересных из-за минимального размера и мощности (45 Вт), которой будет достаточно даже для зарядки ультрабука. Устройство поддерживает основные протоколы быстрой зарядки: Power Delivery, Quick Charge 4+ и так далее. Девайс представлено в двух цветах: чёрном и белом. У него два выхода: USB-A и USB-C. Вес блока питания всего 85 грамм, а габариты — 99×32×30 мм.
Купить на AliExpress по цене от 1 800 рублей.
Baseus GaN 65W Fast Charger
Данная модель на 65 Вт оснащена сразу тремя портами: одним выходом USB-A и двумя USB-C. Устройство идеально подходит для зарядки нескольких мощных девайсов. Как и предыдущая модель, эта также поддерживает все популярные методы быстрой зарядки. Её габариты 112×36×32 мм, вес — 126 грамм. Цвета: чёрный и белый.
Купить на AliExpress по цене от 2 400 рублей.
Baseus 100W GaN Charger
Мощный блок питания на 100 Вт с четырьмя портами: двумя USB-С и парой USB-A. Он, конечно же, поддерживает все популярные стандарты быстрой зарядки. Платой за высокую мощность оказались внушительные габариты 92×30,5×85,2 мм и большой вес 205 грамм.
Купить на AliExpress по цене от 3 800 рублей.
Ugreen GaN 65W PD Charger
Четырёхпортовый блок питания Ugreen на 65 Вт, который предлагает три USB-С и один USB-A. У него небольшие габариты 65×65×31,8 мм, а вот вес производитель не указывает.
Купить на AliExpress по цене от 2 750 рублей.
Xiaomi Mi 65W Fast Charger with GaN Tech
Первое зарядное устройство Xiaomi на базе нитрида галлия. У него всего один порт USB-C с мощностью 65 Вт. Немного, зато дизайн стильный. Габариты — 30,8×30,8×56,3 мм. Вес не указывается.
Купить на AliExpress по цене от 1 980 рублей.
На первый взгляд…
Внешне, KS-432 ничем не отличается от привычных зарядных устройств, но если вспомнить, что ее выходная мощность равна 65 Вт, то становится понятно, что она примерно на треть меньше обычной зарядки такой же мощности.
KS-432 доступно в черном и белом исполнении. Корпус изготовлен из высококачественного пластика с интегрированной "евровилкой" CEE7/4. На верхней грани расположены два порта Type-C, поддерживающие все актуальные технологии быстрой зарядки, включая QC4+, QC4, QC3.0, QC2.0, AFC, FCP, SCP, PE2.0, PE1.1 и SFCP (до 3А при выходном напряжении 5В, 9В, 12В, 15В, и до 3.25A при выходном напряжении 20В. При активации протокола PPS, устройство выдает до 5А при напряжении от 3.3 до 11В, до 3.8А при напряжении до 16В и 3А при напряжении до 20 В. Один из двух портов Type-C поддерживает протокол PD 3.0 с максимальной мощностью до 65Вт.
Еще один порт Type-A (30Вт) поддерживает только технологию быстрой зарядки QC3 и обеспечивает выходной ток до 5А при напряжении 4.5В и 4.5А при напряжении 5В. В диапазоне от 3.6 до 6В выходной ток достигает 3А, от 6 до 9В ー 2А и от 9 до 12В ー 1.5А.
Что мы получим с переходом на GaN
Если подытожить основные преимущества применения нитрида галлия по сравнению с кремнием применительно к зарядным устройствам, то получим следующие бонусы:
► напряжение пробоя у GaN-транзисторов в несколько раз выше, чем у кремниевых, это обеспечит лучшую защиту компонентов и самого устройства;
► сопротивление у элементов из нитрида галлия ниже, чем у кремниевых;
► время переключения GaN-транзисторов почти в 10 раз быстрее, чем у кремниевых.
Все это уже сейчас позволяет создавать более компактные и при этом более эффективные зарядные устройства для мобильных гаджетов на основе GaN.
Для примера, сравните три практически равные по мощности зарядки:
◈ Далее располагается 100-ваттный блок питания GaN, в котором имеется не один, а сразу четыре порта. Два Type-С с поддержкой Power Delivery и еще пара USB-A портов 5В 2.4А каждый.
◈ Самый маленький блок справа это еще одна GaN-зарядка на 100 Вт, но с таким же единственным портом, как в блоке питания Apple. Размеры и цена на оба адаптера стороннего производителя примерно в 1.5-2 раза ниже, чем у яблочного аксессуара.
Пользователь либо получит более компактное зарядное устройство с богатым набором разъемов либо в два раза меньший блок питания с тем же набором портов, что и у Apple. Это касается не только мощных блоков на 100 Вт, но и более простых адаптеров питания.
Так выглядит самый компактный зарядник из линейки GaN от Baseus. Он заменит адаптер питания из комплекта iPhone 11 Pro или актуальных iPad. Мощность блока питания 20 Вт, а размеры при этом составляют 30х30х71 мм.
Параметры выходного Type-С разъема: 5V/3A, 9В/2A, 9В/2.2A, 12V/1.67A, 15V/1.3A.
А это уже более мощная зарядка на 65 Вт. Любопытно, что размеры блока питания всего на несколько миллиметров больше предыдущего и составляют 30х35х100 мм.
Этот блок питания комплектуется одним портом Type-A и одним или парой мощных Type-C. Последние обладают такими параметрами: 5V/3A, 9V/3A, 12V/3A, 15V/3A, 20V/3.25A. Получится подпитать не только iPhone и iPad, но и зарядить батарею MacBook.
◉ Купить Зарядное устройство Baseus Type-C 65 Вт: от 2037 руб.
Габариты зарядки при этом составляют 95х55х30 мм, что заметно меньше блока питания Apple на 96 Вт.
◉ Купить Зарядное устройство Baseus Type-C 120 Вт: от 3482 руб.
В арсенале Baseus и других производителей есть большое количество аналогичных моделей с разным набором портов и любой нужной мощности.
Все описанные модели поддерживают стандарты быстрой зарядки Power Delivery и Quick Charge. Это самые распространенные протоколы, которы подойдут как для техники Apple, так и для гаджетов других производителей.
Две недели спустя.
Последние две недели я использую KS-432, как говорится, по-максимуму, заряжая от нее все, что может заряжаться по USB. За это время я не заметил хоть каких-то проблем ни с увеличенным временем зарядки, ни с перегревом, ни с посторонними шумами. Напротив, зарядка демонстрирует максимальную эффективность, как при зарядке одного устройства, так и пары, независимо от используемой технологии быстрой зарядки, оставаясь абсолютно тихой и чуть теплой. Причем, каждый раз при подключении второго устройства, KS-432 на секунду прерывает процесс зарядки, определяет необходимый режим для каждого устройства и запускает процесс зарядки, подобрав наиболее эффективный и безопасный режим для каждого устройства или комбинации устройств. В этом смысле, KS-432 показалась мне даже более интересной, чем оригинальные зарядные устройства. Что же касается недостатков, то я бы отметил лишь то, что GaN зарядки стоят дороже ( рекомендованная цена 2990 рублей ) обычных многопортовых зарядных устройств, которые, как мне кажутся, после появления GaN теряют свою актуальность, так как не могут удовлетворить потребности в зарядке всего многообразия современных гаджетов. Но разговоры о цене очень относительны. Если посчитать во сколько обойдутся оригинальные зарядные устройства, то становится очевидно, что зарядка KS-432 не только удобна в повседневной жизни и в поездках, но еще и очень экономична.
Какую GaN-зарядку выбрал для себя
С новым аппаратом от Baseus таких проблем не возникает. Устройство постоянно подключено к сети и выполняет роль зарядки, а при необходимости отключается от розетки и превращается в переносной PowerBank. Его можно взять с собой на диван или бросить в сумку при выходе из дома, гаджет при этом всегда будет полностью заряжено и готово к работе.
Емкость встроенного аккумулятора составляет 10 000 мАч, этого хватит на 4-5 зарядок смартфона, в зависимости от модели. Если раньше приходилось регулярно помнить о зарядке PowerBank, то сейчас этой проблемы нет совсем.
◉ Купить Зарядное устройство Baseus Type-C 45 Вт 10000 мАч: от 2973 руб.
Вот такие перспективные и прогрессивные разработки уже существуют на рынке потребительской электроники.
Остается ждать, пока подобные блоки питания будут производить и продавать купертиновцы. Только представьте, как бы здорово смотрелся мощный адаптер на 120 Вт в комплекте с MacBook, от которого можно заряжать три или четыре гаджета одновременно.
(26 голосов, общий рейтинг: 4.65 из 5)
Преимущества и недостатки зарядных устройств формата GaN
✅ Плюсы:
- Компактность — новые устройства формата GaN не нуждаются в огромном количестве компонентов, как кремниевые зарядки, а потому при сравнимых показателях мощности они чаще всего примерно на треть меньше по габаритам.
- Многофункциональность — обычно GaN-зарядки укомплектованы сразу несколькими разъёмами. Благодаря этому можно одновременно заряжать не одно устройство, а два, три или даже четыре. Это очень удобно.
- Энергоэффективность — запрещённая зона нитрида галлия составляет 3,4 эВ. Благодаря чему материал выдерживает более высокие напряжение и температуру. У GaN выше коэффициент полезного действия (КПД) и ниже энергопотребление.
- Минимальный нагрев — нитрид галлия менее подвержен тепловыделению, что становится одной из главных причин высокого КПД. Он безопаснее в использовании и проще работает с высокой мощностью в маленьком корпусе.
- Снижение себестоимости — устройства GaN можно изготавливать на тех же предприятиях, что и кремниевые. За счёт меньшего числа компонентов себестоимость и конечная цена будут только снижаться. Но, в будущем.
❌ Минусы:
- Актуальная стоимость — технология на основе нитрида галлия только набирает популярность, из-за чего цена на блоки питания с использованием GaN сейчас выше среднего. Но, ситуация постепенно должна измениться.
Подведём итоги: когда GaN-зарядки окончательно покорят мир
Блоки питания формат GaN — новое поколение зарядных устройств, которое позволяет заряжать не только смартфоны, но даже ноутбуки. Да, чаще всего это ещё и получится делать одновременно. В 2021 году нитрид галлия вряд ли станет стандартом отрасли. Всему виной высокая цена, которая пока не опустилась, и недоверие пользователей. Судя по всему, время GaN придёт тогда, когда технологию будут использовать не только производители из Поднебесной, но и общепризнанные лидеры отрасли вроде Apple и Samsung. Но, сомнений нет, нитрид галлия — будущее, и оно точно наступит.
Что означает надпись GaN на зарядном устройстве и чем они отличаются от обычных
Они заметно меньше, мощнее и умеют распределять эту мощность между девайсами. Неужели это всё одновременно и почему почему везде на коробках написано слово GaN? Если вы решили купить себе универсальную зарядку, то советую прочитать текст до конца и узнать, что же такое GaN зарядки.
В связи с тем, что производители смартфонов стали убирать сетевые адаптеры из комплекта (начало этой движухи положила Apple с выходом нового поколения iPhone), вопрос с зарядной встал ребром. И знаете, с одной стороны это даже хорошо, так как имеются и более интересные в технологическом плане зарядные устройства, о которых вы ранее могли и не слышать.
Универсальная GaN зарядка мощностью 100 Ватт (очень компактно) Универсальная GaN зарядка мощностью 100 Ватт (очень компактно)У той же Apple (раз уж я тут упомянул их, то продолжим на её примере) нет многопортовых зарядок, от которых можно было одновременно заряжать несколько устройств. Допустим, у вас подзаряжается ноутбук, но совсем не плохо было бы воткнуть в ту же зарядку и провод от смартфона, а порт всего один. Да и габариты зарядных устройств для MacBook Pro назвать компактными получится только с большой натяжкой. В то же время, вы можете приобрести GaN адаптер такой же или большей мощности, с несколькими портами и заметно меньшего размера (до 30-50%). Возникает вопрос, почему они такие маленькие и не идёт ли это в ущерб качеству?
Пример внутренней компоновки элементов в зарядке GaN Пример внутренней компоновки элементов в зарядке GaNЭто связано с тем, что в основе GaN зарядных устройств применяются не традиционные кремниевые транзисторы, а полупроводники с нитридом галлия. Материал более эффективен при передаче тока, чем кремний и меньше нагревается, благодаря чему снижается зависимость от дополнительных материалов и нет необходимости встраивать громоздкую систему охлаждения. КПД GaN зарядок выше.
И хотя, в настоящее время GaN-полупроводники стоят несколько дороже кремниевых, в целом устройства получаются схожими по цене и производители оценивают экономию в 10 до 20 процентов. В общем, нитрид галлия в скором времени станет основным материалом при производстве адаптеров питания. Наконец мы получим (собственно уже получили) одну универсальную зарядку, которая будет подходить для всех портативных устройств.
Подписывайтесь на канал и узнавайте первыми о новых материалах, опубликованных на сайте.
ЕСЛИ СЧИТАЕТЕ СТАТЬЮ ПОЛЕЗНОЙ,
НЕ ЛЕНИТЕСЬ СТАВИТЬ ЛАЙКИ И ДЕЛИТЬСЯ С ДРУЗЬЯМИ.
Что такое GaN-зарядки и чем они отличаются от обычных адаптеров
Блоки питания GaN — новый тип зарядных устройств, в основе которых лежит нитрид галлия. Он применяется для повышения энергоэффективности и снижения тепловыделения. Детали, созданные из альтернативного полупроводникового материала, обладают высокой теплопроводностью, стойкостью к высоким температурам и устойчивостью к кислотам и щелочам. По сравнению с традиционными технологиями производства аккумуляторов, компоненты которых содержат кремний, зарядные устройства из нитрида галлия отличаются небольшим размером и обычно одновременным использованием сразу нескольких портов.
За счёт чего у зарядок формата GaN так много плюсов
Нитрид галлия совершил прорыв в мире силовой электроники. Этот материал становится все популярнее и в скором времени полностью заменит кремний в качестве основы для технологии передачи энергии. GaN-зарядки способны удовлетворить растущие потребности гаджетов. Они — революция, которая уже происходит.
Нитрид галлия — бинарный полупроводник с прямой запрещённой зоной III–V класса, что идеально подходит для мощных транзисторов. С 1990-х годов материал широко используется для производства светодиодов (LED), полноцветных светодиодных дисплеев, радиочастотных компонентов и лазеров для DVD.
В 2006 году транзисторы, в основу которых лёг нитрид галлия, начали изготавливать путём выращивания тонкого слоя этого материала на стандартной кремниевой пластине с использованием химического осаждения из газовой фазы. Этот процесс дал возможность изготавливать GaN-зарядки на тех же производствах, что и традиционные кремниевые блоки питания. Благодаря этому их себестоимость значительно снизилась, поэтому спустя несколько лет подобные решения добрались, в том числе, и до массового пользовательского рынка. Судя по всему, вскоре они в полной мере заменят традиционные блоки питания.
Да, важной особенностью нитрида галлия является ширина запрещённой зоны, которая показывает, насколько хорошо металл проводит электричество. GaN имеет запрещённую зону в районе 3,4 эВ, а кремний — 1,12 эВ. Это говорит о том, что нитрид галлия может выдержать более высокие напряжение и температуру, чем кремниевые транзисторы. Более того, нитрид галлия имеет более высокую частоту переключения, что позволяет использовать в силовых цепях катушки индуктивности и конденсаторы меньшего размера. Отсюда минимальные габариты блоков питания и возможность использовать сразу несколько портов.
На что способно?
В этот раз я не буду измерять возможности каждого порта с помощью специального тестера и обращать внимание на падение напряжения в зависимости от мощности нагрузки. Во-первых, нет столь мощной лабораторной нагрузки, чтобы на все сто оценить возможности зарядного устройства, а во-вторых, мне, впрочем, как и большинству из вас, куда интереснее узнать на что способна новая зарядка при работе с реальными гаджетами?
В теории возможности KS-432 выглядят впечатляюще, позволяя быстро заряжать не только смартфоны Samsung, Huawei (вплоть до 40 Вт), но любые другие смартфоны, в том числе и "китайцы" на базе процессоров MTK. Зарядка смартфонов и планшетов Apple реализована на базе протокола Power Delivery, позволяющего более, чем в два раза сократить время зарядки по сравнению с оригинальной зарядкой.
К сожалению, ни iPhone, ни MacBook Air, для которого идеально подходит зарядка, мощностью 65 Вт, у меня нет, зато есть несколько смартфонов других производителей, использующих различные технологии быстрой зарядки, внешний аккумулятор на 20000 мАч с быстрой зарядкой, и ноутбук Xiaomi Pro с поддержкой PD 3.0. Кстати, штатная зарядка ноутбука имеет мощность 80 Вт, но это меня не остановило. Напротив, было очень интересно, посмотреть справится ли KS-432 с этой задачей?
Изучение возможностей KS-432 проходило в три этапа. Сначала я измерил время зарядки каждого отдельного гаджета с помощью штатного зарядного устройства. Для внешнего аккумулятора использую QC3 зарядку от одного из гаджетов. В результате, получились следующие цифры.
Смартфон Samsung A50 с технологией быстрой зарядки AFC, совместимой с QC2, заряжается примерно за 1 час 40 минут. Samsung Note 10 Plus, использующий быструю зарядку QC4 с PPS, заряжается примерно за 1 час 30 минут. Китайский смартфон Elephone U Pro, поддерживающий быструю зарядку QC3, зарядился примерно за 1 час 20 минут. Второй “китаец” MAZE ALPHA с поддержкой технологии Pump Express (какая именно версия узнать не удалось) заряжается за 1 час 40 минут. Внешний аккумулятор c зарядился за 3 часа 30 минут. И, наконец, ноутбук Xiaomi Pro от родного зарядного устройства, мощность 80 Вт, зарядился за 1 час 45 минут.
На втором этапе тестирования я зарядил те же гаджеты от KS-432. Результат оказался вполне ожидаемый. Время зарядки оказалась практически тем же (± 5-10 минут), что и от штатных зарядок. Здесь меня удивило два момента. Первый касается корректной поддержки технологии быстрой зарядки Pump Express, используемой практически во всех "китайцах" на процессорах MTK. Обычно, эта технология очень капризна к зарядному устройству. Например, тот же MAZE ALPHA быстро заряжался только от штатного зарядного устройства. С другими, время зарядки было таким же, как от обычной USB зарядки с выходным током 2.4А и составляло около 3 часов. С KS-432 никаких проблем не возникло. Смартфон воспринял ее как родную и зарядился за 1 час 35 минут. Второй момент касается зарядки ноутбука, которая заняла все те же 1 час 40 минут, и это при том, что KS-432 имеет меньшую мощность. Но самое интересное, что во время зарядки KS-432 почти не нагрелась. По ощущениям ее температура была чуть выше температуры в комнате.
Теперь попробую одновременно зарядить нескольких устройств в разных комбинациях. Здесь нужно помнить, что максимальная мощность зарядного устройства по портам Type-C 65Вт, по порту Type-A - 30Вт.
Во время зарядки нескольких устройств обнаружилось кое-что интересное. Быстрая зарядка двух устройств работает очень хорошо. Во всяком случае два смартфона заряжаются так же быстро, как и поодиночке. При подключении третьего смартфона я обратил внимание на то, что на порту Type-A включался режим обычной зарядки. Если отключить одно из устройств на портах Type-C, то Type-A обратно переключается в режим быстрой зарядки.
Как прошла одновременная зарядка ноутбука и смартфона? К моему удивлению, несмотря на ограниченную мощность, KS-432 достойно справился и с этой задачей, немного увеличив время заряда, что вполне естественно. В среднем, вместо полутора часов, зарядка как смартфона, так и ноутбука заняла чуть больше 2 часов, что тоже очень хорошо. При этом я не могу сказать, что зарядное устройство заметно нагрелось. По ощущениям его температура была на том же уровне, что и при зарядке одного устройства. Единственное, нужно помнить, что протокол PD поддерживается только одним портом Type-C. Это значит, что одновременно два ноутбука зарядить не получится. Да и мощности для двух ноутбуков не хватит. Кроме этого, устройства Apple, использующие Power Delivery, одновременно заряжать не получится, хотя, я не пробовал. Возможно получится быстро зарядить одно устройство, а второе в режиме обычной зарядки.
Как работают маленькие, но супермощные GAN-зарядки для iPhone и Mac. За ними будущее
Совсем недавно практически все айфоны комплектовались устаревшей и достаточно скромной зарядкой мощностью 5 Вт. Чтобы полностью зарядить современные модели смартфонов (особенно модели Plus или Max) требовалось 3-4 часа или даже больше.
Сейчас мощный блок питания можно найти в комплекте с любым iPad. Даже самая базовая модель 2020 года комплектуется адаптером питания 20 Вт, а стоит в несколько раз меньше iPhone. Кроме того мощный и быстрый блок питания есть у каждого владельца MacBook, но к нему потребуется докупить кабель Type-С на Lightning.
В модельном ряду блоков питания Apple присутствуют зарядки с максимальной мощностью до 96 Вт. Правда стоят такие аксессуары недешево, самая навороченная модели обойдется в 7900 руб. При этом никакого выигрыша по сравнению с 20-ваттной зарядкой при подпитке батареи iPhone вы не получите. Это уже давно доказали на практике.
В любом случае адаптеры Apple являются достаточно крупными и громоздкими, а еще не имеют второго порта для одновременной зарядки двух подключенных устройств. Размер блоков напрямую обусловлен уже не самой перспективной технологией на рынке, но такие адаптеры кладут в комплект все производители электроники.
Содержание
Альтернатива современным зарядкам уже существует
Сравнение параметров приборов на основе нитрида галлия (синий), кремния (серый) и арсенида галлия (зеленый)
Основой для всей современной микроэлектроники является кремний. Этот неметаллический элемент является вторым по распространенности на нашей планете после кислорода, но в чистом виде встречается крайне редко.
Благодаря своим свойствам кремний используется при производстве многих смесей, соединений и сложных элементов. Низкое сопротивление и хорошая проводимость тока позволяют кремнию занимать позицию главного полупроводника на Земле. Элемент несложно добывать, ученые давно привыкли работать с ним и могут создавать из кремния упорядоченные кристаллы. С этим элементом человечество успешно взаимодействует почти 200 лет.
Кремний на данный момент плотно интегрирован в область производства и эксплуатации электроники, но ему на пятки уже наступает нитрид галлия (GaN). На данный момент он более сложен в производстве и менее изучен. Перспективное соединение обладает лучшей электропроводностью, но первый транзистор на основе нитрида галлия удалось создать лишь в 2008 году.
Уже сейчас устройства на основе GaN выдерживают более высокое напряжение и проводят ток с большей скоростью, чем аналоги на основе кремния. Самым наглядным для потребителя примером применения нитрида галлия являются GaN зарядки для мобильной электроники.
Устройства являются более компактными при одинаковых показателях мощности, лучше выдерживают нагрев до высоких температур и являются более долговечными. Так транзисторы на основе GaN с легкостью выдерживают нагрев до 300°C, в то же время аналогичные компоненты на основе кремния с трудом переживут температуру в районе 100°C.
Кстати, этот же материал уже широко применяется в фотонике. Нитрид галлия, например, лежит в основе технологии чтения и записи Blu-ray дисков, применяется для создания миниатюрных лазерных лучей и микроскопов нового поколения.
Читайте также: