شارژ سریع چیست و چگونه کار می‌کند؟

امروزه بسیاری از گوشی‌های هوشمند پیشرفته با قابلیت شارژ سریع عرضه می‌شوند. اما شارژر‌های سریع چگونه کار می‌کنند و سرعت آن‌ها به چه صورت افزایش می‌یابد؟ در این مقاله به این سؤالات پاسخ خواهیم داد.

افزایش محبوبیت شارژ سریع

تقریباً هر گوشی پرچمدار جدیدی که به بازار می‌آید، به نوعی از قابلیت شارژ سریع مجهز است. سازندگان گوشی در تبلیغات محصولات خود اغلب اعدادی مثل «۸۰ درصد در ۳۰ دقیقه» یا «شارژ کامل در کمتر از یک ساعت» را به زبان می‌آورند.

گسترش استفاده از شارژ سریع، پاسخی به افزایش مصرف گوشی‌های هوشمند است. بسیاری از افراد نیاز دارند که در طول روز، چندین بار گوشی خود را شارژ کنند. از طرف دیگر، با افزایش سایز گوشی‌ها در هر سال، به باتری‌های بزرگ‌تری برای تأمین انرژی این نمایشگر‌ها و پردازنده‌های قدرتمند نیاز است. بدون شارژ سریع، مجبور بودیم ساعت‌ها برای شارژ کامل گوشی‌هایمان صبر کنیم.

عملکرد شارژ سریع در ساده‌ترین حالت، افزایش میزان وات (W) است که به باتری گوشی منتقل می‌شود. یک پورت USB معمولی، ۲. ۵ وات به دستگاه متصل‌شده ارسال می‌کند و شارژر‌های سریع‌تر، این مقدار را افزایش می‌دهند. معمولاً دستگاه‌های نسل جدید، با آداپتور‌های ۱۵ واتی عرضه می‌شوند. برخی از سازندگان نیز شارژر‌های ۵۰، ۸۰ و حتی ۱۰۰ واتی را در اختیار کاربران قرار می‌دهند.

برای کاربران، استفاده از شارژر فست شارژ تایپ سی و سایر مدل‌ها، سازگار با گوشی بسیار ساده است. اما برای سازندگان، موضوع به سادگی استفاده از یک آداپتور با وات بالاتر نیست.

فرآیند شارژ سریع

پیش از ادامه، لازم است با یک فرمول ساده آشنا شوید. توان یا وات، حاصل ضرب جریانA  یا آمپر و ولتاژ V یا ولت است. جریان، میزان الکتریسیته‌ای است که منتقل می‌شود و ولتاژ، نیرویی است که این جریان را به حرکت درمی‌آورد. بنابراین، شارژ ۳A/۵V، توان ۱۵ وات را تأمین می‌کند.

همان‌طور که متوجه شده‌اید، بسیاری از سازندگان از توانایی شارژ سریع تا ۵۰ یا ۸۰ درصد باتری ظرف نیم ساعت صحبت می‌کنند. این امر به دلیل نحوه دریافت انرژی توسط باتری‌های قابل شارژ لیتیوم-یونی موجود در گوشی‌ها است. اگر تا به حال روند شارژ شدن باتری را بررسی کرده باشید، متوجه شده‌اید که سرعت شارژ با گذشت زمان به تدریج کاهش می‌یابد.

فرآیند شارژ را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد. برای جزئیات فنی بیشتر، می‌توانید به نمودار «مراحل شارژ باتری‌های لیتیوم-یونی» در مقاله دانشگاه باتری (Battery University) مراجعه کنید. در اینجا به‌طور خلاصه به این مراحل اشاره می‌کنیم:

مرحله ۱ - جریان ثابت: ولتاژ به سمت حداکثر خود افزایش می‌یابد، در حالی که جریان در سطح بالایی ثابت می‌ماند. این مرحله‌ای است که مقدار زیادی انرژی به سرعت به دستگاه منتقل می‌شود.

مرحله ۲ - اشباع: در این مرحله، ولتاژ به حداکثر خود رسیده و جریان کاهش می‌یابد.

مرحله ۳ - قطره‌ای/مکمل: باتری کاملاً شارژ شده است. در این مرحله، انرژی به‌آرامی و قطره‌ای وارد می‌شود یا با مصرف باتری توسط گوشی، به صورت دوره‌ای مقدار کمی «مکمل» شارژ صورت می‌گیرد.

میزان توان و طول مدت هر مرحله به استاندارد شارژ سریع بستگی دارد. استاندارد، یک فرآیند شارژ مشخص است که با یک دستگاه، شارژر و خروجی انرژی خاص مطابقت دارد. سازندگان مختلف، استاندارد‌های شارژ متفاوتی را توسعه می‌دهند که قادر به ارائه خروجی‌ها و زمان‌های شارژ متفاوتی هستند.

استاندارد‌های شارژ سریع گوشی‌های هوشمند

در دنیای امروزی که گوشی‌های هوشمند نقش مهمی در زندگی ما ایفا می‌کنند، سرعت شارژ شدن باتری آن‌ها نیز به یک اولویت تبدیل شده است. در این راستا، تولیدکنندگان از استاندارد‌های مختلف شارژ سریع استفاده می‌کنند که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

استاندارد USB Power Delivery (USB-PD):

تقریباً تمامی گوشی‌های هوشمند از کابل‌های USB برای شارژ استفاده می‌کنند، حتی کابل‌های لایتنینگ اپل نیز در انتهای خود به پورت USB متصل می‌شوند. حداکثر توان خروجی استاندارد قدیمی USB ۲. ۰ که چندین دهه مورد استفاده قرار می‌گرفت، تنها ۲. ۵ وات بود. برای حل این مشکل، استاندارد USB-PD با حداکثر توان خروجی ۱۰۰ وات توسعه یافت و در حال حاضر در بسیاری از گوشی‌های پرچمدار و دیگر دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین با توجه به اینکه تمامی دستگاه‌های USB ۴ از فناوری USB-PD پشتیبانی می‌کنند، ‌امید می‌رود به زودی شاهد یکپارچه‌سازی بیشتری در این زمینه باشیم.

استاندارد Qualcomm Quick Charge:

شرکت کوالکام یکی از بزرگترین تولیدکنندگان پردازنده‌های مرکزی گوشی‌های اندرویدی پرچمدار است. جدیدترین نسل تراشه‌های این شرکت از استاندارد اختصاصی Quick Charge پشتیبانی می‌کنند. سریع‌ترین نسخه این استاندارد یعنی Quick Charge ۴+ قادر است تا ۱۰۰ وات توان خروجی داشته باشد.

استاندارد Samsung Adaptive Fast Charging: این استاندارد به طور اختصاصی توسط سامسونگ در سری گوشی‌های گلکسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. حداکثر توان خروجی این استاندارد ۱۸ وات است. همچنین برای افزایش طول عمر باتری، سرعت شارژ به صورت خودکار تنظیم می‌شود.

استاندارد OnePlus Warp Charging:

وان‌پلاس از استاندارد اختصاصی Warp Charging با توان خروجی ۳۰ وات استفاده می‌کند. برخلاف اکثر استاندارد‌های دیگر که با افزایش ولتاژ کار می‌کنند، این استاندارد جریان را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. با این حال، برای بهره‌مندی از قابلیت شارژ سریع ۳۰ واتی این استاندارد، استفاده از کابل مخصوص وان‌پلاس الزامی است.

استاندارد Oppo Super VOOC Charging:

اوپو نیز از استاندارد اختصاصی خود با توان خروجی ۵۰ وات استفاده می‌کند.

بیشتر شرکت‌هایی که استاندارد شارژینگ اختصاصی ندارند، از USB-PD یا Qualcomm Quick Charge استفاده می‌کنند، یا آن را برای دستگاه‌های خود سازگار می‌سازند. شرکت‌هایی مانند اپل، ال‌جی، سامسونگ و گوگل از این استاندارد‌ها برای گوشی‌های پرچمدار خود استفاده می‌کنند.

در اکثر این راهکار‌ها، سرعت شارژ با افزایش ولتاژ آداپتور‌ها افزایش می‌یابد. اما راه‌حل‌های اوپو و وان‌پلاس متفاوت بوده و به جای افزایش ولتاژ، جریان را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند. شایان ذکر است که برای استفاده از شارژ سریع در این دستگاه‌ها، استفاده از کابل‌های مخصوص آن‌ها الزامی است.

آینده فناوری شارژ:

فناوری شارژ به طور مداوم در حال پیشرفت است و تولیدکنندگان تلاش می‌کنند تا سرعت شارژ را بیشتر کنند. پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آینده، شرکت‌های بیشتری به آزمایش فناوری‌های شارژ جدید بپردازند و استاندارد‌های جدیدی در این صنعت پدیدار شوند. با این حال، احتمالاً اکثر این استاندارد‌ها همچنان از USB-PD به عنوان ستون فقرات خود استفاده خواهند کرد.

یکی از فناوری‌های در حال ظهور نیز شارژ سریع بی‌سیم است. انتقال بی‌سیم مقادیر زیاد انرژی بدون مدیریت حرارتی مناسب می‌تواند خطرناک باشد. به همین دلیل، شارژ بی‌سیم به دلیل چالش‌های مدیریت حرارت، هنوز به طور قابل توجهی از شارژ سیمی کندتر است. شرکت‌هایی مانند وان‌پلاس برای حل این مشکل شارژر‌های بی‌سیم ۳۰ واتی با فن‌های بزرگ برای ایجاد جریان هوای کافی روانه بازار کرده‌اند.

در پایان

اگر به دنبال یک مرکز معتبر برای خرید عمده لوازم جانبی موبایل ارزان هستید، می توانید از کارشناسان سایت ما کمک بگیرید و بهترین لوازم جانبی موبایل را با قیمت مناسب تهیه نمایید.