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.
Флагманские модели 2019 года iPhone 11 Pro/11 Pro Max комплектовались гораздо более мощными и быстрыми зарядками мощностью 18 Вт. Прошлой осенью купертиновцы и вовсе отказались от этого «неэкологичного» аксессуара и белый блочок пропал из коробки всех актуальных моделей iPhone.
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.
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.
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:
► работа в более высоком температурном диапазоне, а значит — нет нужды в массивном охлаждении;
► 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:
◈ Слева расположен самый мощный блок питания в линейке Apple — зарядка для 16-дюймового Macbook Pro мощностью 96 Вт. Он оснащен всего одним портом Type-С, зарядить два гаджета одновременно не получится.
◈ 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 30×30х71 мм.
Параметры выходного Type-С разъема: 5V/3A, 9В/2A, 9В/2.2A, 12V/1.67A, 15V/1.3A.
◉ Купить Зарядное устройство Baseus Type-C 20 Вт — от 907 руб.
А это уже более мощная зарядка на 65 Вт. Любопытно, что размеры блока питания всего на несколько миллиметров больше предыдущего и составляют 30×35х100 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.
Это одно из самых мощных решений на рынке — GaN зарядка на 120 Вт. Здесь тоже пара портов Type-C с такими параметрами выхода: 3,3–20V/5A, 5V/3A, 9В/3A, 12V/3A, 15V/3A, 20V/5A. От такого зарядника можно одновременно подпитывать пару 13-дюймовых моделей MacBook или заряжать сразу 16-дюймовый MacBook Pro и любой iPad.
Габариты зарядки при этом составляют 95×55х30 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.
Какую GaN-зарядку выбрал для себя
Сам уже полгода пользуюсь другой моделью от Baseus. Это мощное зарядное устройство на 45 Вт и PowerBank — два в одном.
Практически каждый день оказываюсь у дивана или кровати с разряженным смартфоном. Розетка находится далековато и на помощь приходит старенький PowerBank от Xiaomi. Устройство несколько лет исправно выполняет свои обязанности и не думает уходить на покой. При этом «банка» больше iPhone, в несколько раз толще и тяжелее смартфона.
Главный недостаток такого устройства — примерно раз в неделю оно оказывается полностью разряженным, а затем всю ночь пополняет запас энергии. То я, то жена регулярно забываем вовремя подключить PowerBank к розетке.
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.
