شارژ سریع چیست و دارای چه استانداردهایی است؟

تلفن های همراه امروزی تنها یک ابزار ساده برای برقراری تماس نیستند و کاربرد های زیادی در زندگی روزمره انسان ها دارند.با پیشرفت گوشی های هوشمند و افزایش روز افزون استفاده از این گوش ها ، تولید کنندگان به ناچار ظرفیت باتری آنها را بیشتر کردند و با افزایش ظرفیت باتری شارژ کردن باتری گوشی با شارژر های معمولی کاری بسیار زمان گیر و حوصله بر است.از این رو تولید کنندگان شارژرهایی با سرعت شارژ بیشتر تولید کردند.شارژ سریع که ممکن است آن را تحت نام‌های Fast Charging و یا Quick Charging نیز شنیده باشید، یک فناوری و قابلیت جدید است که امروزه در اکثر تلفن‌های همراه هوشمند وجود دارد. شارژ سریع درواقع یک مفهوم است و هر شرکتی می‌تواند آن را به شکل اختصاصی خود طراحی و تولید نماید و برای اولین بار نیز شرکت کوالکام (Qualcomm) این مفهوم را شکل داد. همان‌طور که از نام این فناوری پیداست، شارژ سریع موجب می‌شود که باتری تلفن، تبلت یا هر دستگاه دیگری با سرعت بیشتری نسبت به حالت معمول شارژ شود.شارژ سریع یکی از قابلیت‌هایی محسوب می‌شود که امروزه در گوشی‌ها و لپ‌تاپ‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله با ما همراه باشید تا با این فناوری، عملکرد و نحوه استفاده از آن آشنا شویم:

شارژ سریع چیست؟

بی شک اولین واژه‌ای که به ذهن می‌رسد شارژ کردن وسیله در کوتاهترین زمان ممکن است. این‌که قادر باشید تلفن همراه یا تبلت خود را در کمترین زمان ممکن شارژ کنید.در واقغ شارژ سریع، نوعی فناوری شارژ باتری است که با افزایش مقدار نیرویی که از شارژر به باتری ارسال می‌شود، مدت‌زمان موردنیاز برای شارژ کامل دستگاه را کاهش می‌دهد.Fast Charging باعث افزایش میزان جریان ارسال‌شده به باتری می‌شود تا ظرفیت آن سریع‌تر پر شود. با توجه به مشخصات پایه‌ای ، شارژری با مشخصات ( 0.5 آمپر و 5ولت)USB، فقط جریان 0.5 آمپر (A) با استفاده از ولتاژ 5 ولت (V) برابر با توان 2.5 وات (W) به باتری ارسال می‌کند. فناوری Fast Charging این ارقام را افزایش می‌دهد. قابلیت‌های 10V/4A SuperCharge2.0 در هوآوی به میزان 40 وات و 9V/1.7A Adaptive Fast Charging در سامسونگ به میزان 15 وات انرژی تولید می‌کنند.

تفاوت فست شارژ با شارژ معمولی

با پیشرفت تکنولوژی و تغییر روش زندگی، استفاده‌‌ی مردم از گوشی‌ها و لپ‌تاپ‌ها نیز افزایش یافته است، به‌طوری‌که بسیاری مجبورند دستگاه‌های خود را بیش از یک بار در روز شارژ کنند. از سوی دیگر ابعاد گوشی‌ها نیز هر سال بزرگتر می‌شود و برای جبران برق مصرفی بیشتر به باتری‌های بزرگتری نیاز دارند؛ طبیعی است همین امر باعث طولانی‌تر‌شدن زمان شارژ کامل دستگا‌ها می‌شود. در زندگی امروز زمان اهمیت زیادی دارد و تقریباً همه مردم به‌دنبال آن هستند تا دستگاه‌های خود را به‌جای چند ساعت‌، در عرض چند دقیقه شارژ کنند. فناوری شارژ سریع درواقع پاسخی برای رفع این دغدغه‌ها و صرفه‌جویی در زمان بود.در ادامه با روش شارژ معمولی و فست شارژ آشنا میشویم:

روش شارژ معمولی

به صورت کلی می توان گفت که فناوری فست شارژ با بالا بردن میزان جریان ورودی به باتری، پروسه شارژ شدن باتری را کوتاه تر می کند. در طول پروسه شارژ عادی، باتری گوشی با یک جریان ثابت شارژ می شود و معمولا باتری ها با ولتاژ 5 ولت و جریان بین 1 تا 2 آمپر شارژ می شدند.

روش عملکرد فست شارژ

در دستگاه های مجهز به فناوری فست شارژ ولتاژ و جریان ورودی ثابت نبوده و در طول پروسه مقدارشان تغییر خواهد کرد.اگر به صورت دقیق تر بخواهیم بگوییم؛ برای شارژ باتری موبایل (که امروزه تقریبا همه باتری ها لیتیوم یونی هستند) شدت جریان ورودی به باتری از صفر تا 50 درصد در بالاترین حالت خود قرار می گیرد و باتری سریع شارژ می شود. در ادامه این فرآیند تا میزان شارژ 80 درصد از توان ورودی کاسته می شود و پس از آن تا پایان پروسه شارژ یک جریان و ولتاژ ثابت برای شارژ باتری مورد استفاده قرار می گیرد. این کار برای جلوگیری از افزایش دما است و چون افزایش دما دشمن باتری و لوازم الکترونیکی است، کمپانی ها برای جلوگیری از آسیب های احتمالی از استانداردهایی استفاده می کنند که در طول شارژ میزان جریان ورودی را کنترل کرده و جلوی افزایش دمای باتری را بگیرد.

آشنایی با اصطلاحات شارژر(آمپر ، وات ، ولتاژ)

اجزای اصلی شارژ عبارت‌اند از آمپر، ولتاژ و وات. آمپر (یا جریان) مقدار جریان الکتریکی است که از باتری به دستگاه وارد می‌شود و ولتاژ، نیرویی است که این جریان را به جلو می‌راند. وات (یا توان خروجی) از ضرب آمپر در ولتاژ به‌دست می‌آید و هرچه ولتاژ و آمپر بیشتر باشد، وات نیز بیشتر است. برای مثال شارژ ۳ آمپری و ۵ ولتی، ۱۵ وات برق تولید می‌کند و شارژر ۱۲ ولتی با ۳ آمپر جریان الکتریکی، توانی برابر ۳۶ وات دارد؛ هرچه مقدار وات بالاتر باشد، شارژ سریع‌تر است. برای درک بهتر، شلنگ آبیاری را در نظر بگیرید. اگر آمپراژ (یا جریان) عرض شلنگ و ولتاژ فشار آب باشد، وات میزان آب خروجی از شلنگ است.

استانداردهای شارژ سریع

با ورود فناوری های فست شارژ به دنیای دیجیتال، استانداردهای جدیدی برای کنترل و بررسی نحوه شارژ باتری به وجود آمدند که نحوه شارژ باتری را در طول فرآیند شارژ شدن باتری کنترل می کنند و از آسیب های احتمالی جلوگیری می کنند. از مهم ترین استانداردهای شارژ سریع موجود دو استاندارد USB Power Delivery و تکنولوژِی شارژ سریع کوالکام با نام Quick Charge است.

استاندارد فست شارژ Power Delivery

استاندارد فست شارژ Power Delivery یک فناوری شارژ سریع بر پایه USB است که به اختصار آن را USB-PD نیز می نامند. این استاندارد توسط USB-IF طراحی و گسترش داده شده و می تواند توانی حداکثر تا 100 وات را در اختیار دستگاه ها قرار دهد. فناوری USB-PD به حدی پیشرفته است که به صورت هوشمند میزان توان مورد نیاز باتری دستگاه مورد نظر را تشخیص می دهد و با تنظیم میزان جریان و ولتاژ مورد نیاز دستگاه را به صورت ایمن شارژ می نماید. همچنین با استفاده از این فناوری می توان باتری لپ تاپ ها را نیز شارژ کرد و تنها برای این کار به یک پورت USB-C روی لپ تاپ نیاز خواهد بود.

قابل ذکر است که قابلیت شارژ سریع USB-PD تنها روی پورت های ورودی USB-C کار می کند و از سایر پورت های USB پشتیبانی نمی کند. از جمله شرکت هایی که از این فناوری استفاده می کنند کمپانی اپل و گوشی های پیکسل از شرکت گوگل هستند که از فناوری شارژ سریع Power Delivery استفاده می کنند و محصولات خود را با استاندارد USB-PD تولید می کنند.

فناوری شارژ سریع Qualcomm Quick Charge

شرکت کوالکام تکنولوژی Fast Charge خود را با نام Quick Charge یا به اختصار QC توسعه داده است و تا امروز 5 نسخه از آن را منتشر کرده است.فناوری کوئیک شارژ در سال 2013 توسط کوالکام معرفی شد و با امکان شارژ سریع 10 واتی مورد استقبال گسترده ای قرار گرفت.نسخه دوم شارژر QC مناسب دستگاههایی با کاب شارژ Micro USB است و به دنبال آن نسخه سوم شارژر کوالکام با نام QC3.0 وارد بازار شد که تکنولوژی شارژ سریع QC 3.0 درگاه هایی نظیر USB Type-A، USB Type-C، Micro USB و همچنین برخی درگاه های اختصاصی را پشتیبانی می کند.

کوالکام نسخه چهارم کوییک شارژ را در سال 2017 معرفی کرد و بهبود های بسیار خوبی را نسبت به نسخه سوم ارائه کرد. اکنون در نسخه چهارم Quick Charge حداکثر توان قابل ارائه به 100 وات رسیده و پشتیبانی از Power Delivery نیز اضافه شده است.

جدیدترین نسخه از فناوری شارژ سریع شرکت کوالکام و پیشرفته ترین آن یعنی Quick Charge 5.0 است که نسبت به نسخه قبلی پیشرفت های چشمگیری داشته است. نسخه پنجم کوییک شارژ نسبت به نسخه قبلی چهار برابر سرعت بیشتری دارد و می تواند از شارژر های با توان بیش از 100 وات پشتیبانی کند که این یک پیشرفت فوق العاده محسوب می شود.

لوازم مورد نیاز برای فست شارژ

دستگاه شما تنها به اندازه‌ای تحمل انرژی دارد که مدار شارژ آن بدان منظور طراحی شده باشد. برای کار فست شارژ، شما نیاز به یک تلفن همراه، آداپتور و کابلی که با فست شارژ استاندارد شما سازگار باشد، دارید.

آداپتور فست شارژ :

برای شارژ سریع به شارژری نیاز دارید که از استاندار شارژ سریع پشتیبانی کند؛ شارژری با خروجی ولتاژ یا جریان پایین به کندی گوشی را شارژ می‌کند. برای اطلاع از خروجی شارژر، کافی است تا نوشته روی آداپتور را بخوانید و ولتاژ را در آمپراژ ضرب کنید تا توان خروجی کلی به دست بیاید.

کابل شارژ مناسب :

نوع کابل و کانکتور USB استفاده شده نیز می‌تواند روی سرعت شارژ تأثیرگذار باشد. USB 1.0 و USB 2.0 می‌تواند تا ۲٫۵ وات انرژی الکتریکی را انتقال دهند که برابر با نرخ شارژ معمولی با شارژ آهسته است. USB 3.0 می‌تواند ۴٫۵ وات برق ارائه دهد، درحالی‌که USB-C که با استاندارد 3.1 می‌تواند تا ۱۰۰ وات انرژی الکتریکی را انتقال دهد.

گوشی سازگار با شارژ سریع :

اگر گوشی شما از فناوری شارژ سریع بهره‌مند نباشد، نمی‌تواند از این استاندارد پشتیبانی کند. حتی اگر شارژری سریع با کابل مناسب داشته باشید، نمی‌توانید گوشی که از شارژ سریع پشتیبانی نمی‌کند را با سرعتی بیشتر از معمول شارژ کنید. برای دانستن حداکثر سرعت شارژی که هر گوشی می‌تواند پشتیبانی کند، کافی است مشخصات باتری و شارژ آن را از داخل تنظیمات خود گوشی بررسی کنید.