مطالب داغ
صفحه اصلی » تکنولوژی » معرفی تکنولوژی شارژ سریع باتری

معرفی تکنولوژی شارژ سریع باتری

 در روزگارانی که تلفن همراه به معنای کامل کلمه، تلفنی همراه کاربران بود یکی از عوامل اصلی برتری یک گوشی بر دیگر رقبا جدا از مسئله آنتن‌دهی، ظرفیت دفترچه تلفن و تعداد زنگ‌های متنوع در نظر گرفته شده برای آن، به دوام باتری و کارکرد چندین روزه گوشی با یک بار شارژ تعلق داشت. خاطرات شارژ چندین و چند روزه فیچرفون‌های محبوبی همچون سری 11.xx نوکیا هنوز نیز عاملی برای محبوبیت گوشی‌هایی از این دست برای بسیاری از کاربران است. با تولد گوشی‌‌های هوشمند متکی بر صفحه‌نمایش‌های بزرگ تمام لمسی نه‌تنها رویای شارژدهی طولانی‌مدت تلفن همراه به دست فراموشی سپرده شد بلکه با حضور باتری‌های حجیم و پر ظرفیت اینگونه دیوایس‌ها، زمان طولانی‌تری نیز از کاربران برای شارژ مجدد دستگاه تلف می‌شد.

fast charging technology overview

تا همین یکی دو سال پیش دوام باتری موبایل مسئله پر اهمیت‌تری از زمان مورد نیاز برای شارژ مجدد آن به حساب می‌آمد و تقریبا هیچ‌یک از شرکت‌های بزرگ فعال در این زمینه در پی کوتاه‌تر کردن زمان شارژ باتری نبودند. نخستین‌ جرقه‌ها در این زمینه توسط شرکت کوالکام که بیشتر به واسطه پروسسورهای موبایلی آن شناخته می‌شود، صورت پذیرفت و آرام‌آرام دیگر شرکت‌ها نیز با توجه به استقبال کاربران به این فناوری نوین جلب شدند تا جایی‌که امروز علاوه بر کوالکام که نسل سوم فناوری شارژ سریع خود موسوم به Quick Charge 3.0 را روانه بازار کرده، گزینه‌های دیگری نظیر فناوری Pump Express شرکت مدیاتک و VOOC Flash Charge شرکت Oppo نیز در دسترس قرار دارند و گوگل نیز با اختصاص بند مهمی در سند انطباق اندروید 7، در پی استاندارد کردن این فناوری است.

fast charging technology overview

قبل از آشنایی با فناوری‌های مختلف شارژ سریع، اشاره‌ای کلی به آنچه پس از اتصال شارژر به گوشی رخ می‌دهد خالی از لطف نیست؛ پس از متصل کردن شارژر به موبایل، توان الکتریکی اسمی شارژر به درون دستگاه جریان پیدا می‌کند. این توان را می‌توان با ضرب عدد ولتاژ و آمپر نقش بسته در مقابل گزینه Output در تمامی شارژرهای موبایلی محاسبه کرد. درون هر گوشی موبایل یک تنظیم‌کننده یا رگولاتور تعبیه شده که از هجوم بیش از اندازه توان الکتریکی به سمت باتری به منظور پرهیز از ایجاد مشکل جلوگیری می‌کند بنابراین از همین ابتدا سرعت شارژ شدن باتری لزوما ارتباطی با توان شارژر متصل شده به آن ندارند و بیش از همه چیز به توانی که رگولاتور درونی اجازه عبور دادن آن را دارد وابسته خواهد بود.

fast charging technology overview

این شرایط را می‌توان با یک سالن بزرگ با ظرفیت مشخص و نگهبانی که هر یک دقیقه تنها اجازه ورود یک نفر را به داخل سالن می‌دهد مقایسه کرد. در این حالت فارغ از جمعیتی که بیرون از سالن منتظر است (معادل توانی که شارژر ارائه می‌ً‌دهد) هر یک دقیقه تنها یک نفر می‌تواند وارد شود و بدین‌ترتیب سالن پس از زمانی مشخص پر می‌شود. حال اگر تعداد افراد بیرون سالن کم باشد و هر یک دقیقه نیز همیشه یک نفر برای ورود حضور نداشته باشد طبیعتا زمان بیشتری برای پر شدن سالن نیاز خواهد بود؛ وضعیت دوم را می‌توان با حالتی که گوشی به شارژری ضعیف‌تر از حالت عادی (مثلا پورت USB کامپیوتر) متصل شده است مقایسه کرد.

در شارژرهای سریع نه‌تنها توان شارژر از لحاظ ولتاژ و جریان کاملا ارتقا یافته بلکه از آن مهم‌تر رگولاتور داخلی گوشی نیز برای دریافت این میزان توان بیشتر آمادگی خواهد داشت. یک نکته حیاتی و بسیار پر اهمیت در فرایند شارژ گوشی توجه به میزان حرارت تولید شده در این میان و پرهیز از مشکلاتی نظیر آتش گرفتن یا انفجار باتری است که این روزها به مشکلی تمام‌عیار برای بزرگ‌ترین سازنده گوشی‌های موبایل بدل شده است. با در نظر گرفتن این نکته که شارژ شدن یک باتری در نتیجه فرایندهای شیمیایی در سلول‌های آن به وقوع می‌پیوندد، تزریق توانی بیش از اندازه در صورت رعایت نکردن نکات ایمنی می‌تواند نه‌تنها برای خود گوشی بلکه برای کاربران نیز خطر آفرین باشد. در برخی شارژرهای سریع در مقابل Output دو یا چند خروجی مختلف دیده می‌شود که معمولا شامل یک خروجی استاندارد 5 ولتی و 1 آمپری هنگام اتصال به گوشی‌های عادی و توان‌هایی بالاتر در زمان متصل شدن به دیوایس‌های پشتیبانی کننده از شارژ سریع می‌شود.

تقریبا تمامی فناوری‌های شارژ سریع با ایده مشترکی برای پر کردن هر چه بیشتر باتری دستگاه ارائه می‌شوند. در این حالت شارژر دستگاه توان بسیار بالاتری را به باتری گوشی تزریق می‌کند و این عمل را تا رسیدن باتری به وضعیت اصطلاحا “اشباع” ادامه می‌دهد. وضعیت اشباع در باتری‌های مختلف در حوالی 60 تا 80 درصد ظرفیت باتری رخ می‌دهد و در شارژرهای سریع در زمانی کوتاه و معمولا در همان یک ساعت اول امکان پر کردن باتری تا وضعیت اشباع وجود دارد. از این لحظه به بعد رگولاتور یا کنترلر درونی گوشی، توان دریافتی از شارژر را بسیار کاهش می‌ً‌دهد و به همین علت معمولا 20 تا 40 درصد پایانی شارژ باتری با سرعت بسیار کمتری ادامه پیدا می‌کند. کاهش سرعت شارژ در این حالت ظاهرا در دوام و عمر بالاتر باتری نیز تاثیر مثبت برجای می‌گذارد.

fast charging technology overview

همانطور که اشاره شد در حال حاضر فناوری‌های شارژ سریع مختلفی از شرکت‌های گوناگون ارائه شده که در ادامه با مهم‌ترین عناوین آنها آشنا می‌شویم.

Qualcomm Quick Charge

فناوری Quick Charge کوالکام به عنوان تکنولوژی پیشرو در این زمینه نه‌‌تنها در چیپ‌ست‌های جدید این برند در یکی دو سال گذشته به چشم می‌‌خورد بلکه این فناوری از طریق کسب لایسنس در اختیار دیگر شرکت‌ها از جمله برخی مدل‌های سامسونگ مجهز به چیپ‌ست Exynos و اسمارت‌فون‌‌هایی از ایسوس با پروسسور اینتل نیز قرار گرفته است؛ از همین رو برخی دیگر از نامگذاری‌های این این کلاس از جمله Boost Mater ایسوس، Adaptive Charge سامسونگ و Turbo Charge موتورولا زیر مجموعه‌ای از فناوری Quick Charge کوالکام محسوب شده و تفاوت خاصی با ایده اصلی ندارند.

نسل اول Quick Charge با توان 10 واتی تا 40 درصد زمان شارژ سریع‌تری را نسبت به شارژرهای استاندارد 5 واتی (5 ولت و 1 آمپر) ارائه می‌کرد و پس از آن در سال 2014، نسل دوم یا Quick Charge 2.0 با ارتقا اسمی توان تا 24 وات روی پورت microUSB و تا 36 وات روی USB Type-C توانست سرعت شارژ را در شرایط ایده‌آل تا 75 درصد نسبت به شارژرهای معمول ارتقا دهد. البته در این نسل با توجه به ملاحظات ایمنی و حرارتی، میزان توان تولیدی اغلب روی 15 وات ثابت ماند.

fast charging technology overview

نسل سوم یا Quick Charge 3.0 از سوی کوالکام با چهار برابر سرعت بیشتر نسبت به شارژرهای معمولی 5 واتی، دو برابر سریع‌تر از نسل اول Quick Charge و تا 38 درصد کارآمدتر (و البته نه لزوما سریع‌تر) از Quick Charge 2.0 معرفی شد و در چیپ‌ست‌های مختلف شرکت کوالکام در سری‌های مختلف 4، 6 و 8 در دسترس قرار گرفت.

Oppo VOOC

فناوری VOOC شرکت اوپو که مخفف Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging یا شارژ جریان ثابت چند مرحله‌ای حلقه باز ولتاژ نامیده می‌شود علی‌رغم نام طولانی و عجیب آن نوعی از فناوری شارژ سریع با کاهش میزان حرارت و ارتقا توان است که در حال حاضر تنها در برخی از دیوایس‌های مهم این شرکت از جمله پرچمداران R7 و F1 Plus حضور دارد. طبق ادعای اوپو این شارژر می‌توان فاصله 0 تا 75 درصدی شارژ باتری را تنها در 30 دقیقه طی کند. مکانیزم‌های حفاظتی نظیر تستر ولتاژ درون آداپتور و گوشی موبایل و فیوز داخلی از جمله نکات برجسته این فناوری به حساب می‌آیند.

fast charging technology overview

شارژرهای VOOC اوپو نیز در دو نسل ارائه شده‌اند که نسل اول از سایزی بزرگ و توان 22.5 واتی (5 ولت و 4.5 آمپر) برخوردار بودند حال آنکه در نسل دوم (که به عنوان نسخه مینی نیز از آنها یاد می‌شود) نه‌تنها ابعاد شارژر بسیار کوچک‌تر شده بلکه توان خروجی نیز این بار به رقم بسیار بالای 25 واتی (5 ولت و 5 آمپر) رسیده است. نکته جالب در مورد فناوری VOOC شرکت اوپو به چندگانه بودن باتری‌های داخلی گوشی‌های منطبق با این فناوری تعلق دارد جایی‌که به جای یک سلول باتری از چند سلول در کنار یکدیگر استفاده شده و جریان نسبتا زیاد 5 آمپری مابین این سلول‌های باتری تقسیم می‌شود. برای انجام این عمل از پورت‌های microUSB خاصی نیز استفاده می‌شود که به جای 5 پین معمول، دارای 7 پین هستند.

fast charging technology overview

در فرایند شارژ از این طریق، جریان زیاد 5 آمپری تنها تا رسیدن شارژ باتری به 75 درصد مورد استفاده قرار می‌گیرد و پس از آن تا ظرفیت 85 درصد، جریان به 2 آمپر کاهش پیدا می‌کند و پس از آن تا پر شدن کامل باتری، جریان خروجی از شارژر تنها 1 آمپر خواهد بود.

MediaTek Pump Express

شرکت مدیاتک به عنوان یکی دیگر از سازندگان چیپ‌ست‌های موبایلی به خصوص در رده پایین و میانی بازار، در سال 2014 با معرفی فناوری شارژ سریع Pump Express وارد رقابت با کوالکام در این زمینه شد. نسل اول این فناوری به گفته شرکت سازنده توانایی نصف کردن زمان شارژ شدن باتری در مقایسه با شارژرهای معمول را داشته و در دو فرم Pump Express و Pump Express Plus ارائه شد جایی‌که فرم اول با بیشینه ولتاژ 5 ولتی، حداکثر توان 10 واتی و فرم دوم با بیشینه ولتاژ 12 ولتی، حداکثر توان 15 واتی را در اختیار دیوایس‌های منطبق با این فناوری قرار می‌ً‌داد. این فناوری تقریبا از نیمه سال 2014 در دیوایس‌های مجهز به پروسسور مدیاتک حضور دارد.

fast charging technology overview

شرکت مدیاتک در اواسط بهار سال 2016 فناوری دیگری را در این زمینه با نام Pump Express 3.0 عرضه کرد که به نوعی برای به چالش کشیدن دیگر فناوری‌های نوین در این زمینه به خصوص نسل جدید VOOC اوپو و البته Quick Charge 3.0 کوالکام معرفی شده است. در Pump Express 3.0 به نوعی سریع‌ترین شارژ فعلی در گوشی‌های موبایل به وقوع پیوسته و به گفته مدیاتک زمان مابین شارژ 0 تا 70 درصد تنها در 20 دقیقه انجام می‌پذیرد. البته مدیاتک به ظرفیت باتری مورد استفاده در این تست که نقشی بسیار مهم در زمان شارژ دارد اشاره نکرده است.

در این فناوری به نقل از مدیاتک برای اولین بار انتقال توان به صورت مستقیم از طریق قابلیت Power Delivery پورت USB Type-C انجام شده و بدین‌ترتیب با دور زدن مدارهای شارژ درون گوشی ضمن رساندن بدون واسطه توان به باتری، از ایجاد حرارت بیش از اندازه نیز جلوگیری می‌شود. مدیاتک البته در حال حاضر در این زمینه تنها نیست و چندی پیش نیز شرکت گوگل فرایند شارژ دو مدل Pixel و Pixel XL را با استفاده از همین قابلیت طراحی کرده و با تنظیم مقرراتی جدید در سند انطباق اندروید 7 ظاهرا قصد استاندارد کردن انتقال توان از طریق Power Delivery پورت USB Type-C را دارد.

درباره مهندس محسن امام

مدیر مجموعه آل دیجی و صدای تازه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

alldigi.ir