انواع فناوری شارژ

فناوری های مختلفی برای شارژ باتری گجت‌های هوشمند وجود دارد که در حالات باسیم و بی‌سیم خلاصه می‌شوند. امروزه محصولاتی در بازار نیز عرضه شده که علاوه بر پشتیبانی از حالات مختلف شارژ شدن، امکان شارژ معکوس نیز دارند که بتوانند دستگاه دیگری را با اتصال کابل یا به‌صورت بی‌سیم شارژ کنند. همراه با کالاتیک باشید تا بیشتر در مورد انواع فناوری شارژ صحبت کنیم.

انواع فناوری شارژ

امروزه میزان تولید گوشی های هوشمند با صفحه نمایش های بزرگ که در ساخت آن‌ها از پردازنده‌های قدرتمند استفاده می‌شود، در حال افزایش است. در نتیجه شرکت‌های سازنده این گوشی ها نیازمند یک منبع تغذیه قدرتمند هستند و پیشرفت فناوری های شارژ کردن گوشی های تلفن همراه می‌تواند نقش موثری در راضی کردن کاربران در مواجه شدن با این معضل داشته باشند. در این مقاله قصد داریم شما را با نحوه کارکرد انواع فناوری های شارژ و شارژرهای سریع آشنا کنیم.

شارژ با کابل

تقریبا تا چند سال پیش برای شارژ کردن هر گجت و گوشی حتما باید از کابل و شارژر خود آن دستگاه استفاده می‌شد؛ اما امروزه با استفاده از کانکتورهای استاندارد این مشکل بر طرف شده است. تا به حال دقت کرده‌اید که برخی از شارژرهای دیواری از بعضی دیگر قوی‌تر هستند.

اساس کار شارژرهای با سیم به این صورت است که توان الکتریکی از طریق شارژر به کابل USB و سپس به باتری دستگاه متصل به آن می‌رسد. توان الکتریکی درواقع ترکیبی از ولتاژ و جریان است. همه شارژرها 5 ولت هستند با جریان‌های 1 یا 2 آمپری، مثلا یک گوشی را که شارژر 1 آمپری دارد، می‌توان با شارژر 1 آمپری یا 2 آمپری یک گوشی دیگر شارژ کرد. با همه این تفاسیر بهتر است برای شارژ دستگاه  از شارژر اصلی خود گوشی استفاده کنید، سپس با شارژری از برند همان گوشی و نهایتا از شارژر سایر برندها استفاده کنید.

شارژ بی سیم

در حالت شارژ بی سیم با توجه به کلمه بی سیم دیگر نیازی به متصل کردن کابل نیست و کافی است تلفن همراه (در صورت پشتیبانی از این فناوری) را روی تشک مخصوص یا سطح میز قرار داده تا فرایند شارژ بدون مشکل و دردسر حضور کابل صورت پذیرد. در شارژ بی سیم از روش القای مغناطیسی استفاده می‌شود؛ به طوری که شارژر انرژی را به دستگاهی که در پشت تلفن همراه تعبیه شده است منتقل می‌کند.

در این سیستم شارژ دو سری سیم پیچ وجود دارد، یکی از این سیم پیچ ها انرژی را به میدان مغناطیسی تبدیل می‌کند و می‌تواند به‌صورت بی سیم این انتقال شارژ را انجام دهد و سیم پیچ دیگر هم این میدان شناور را به انرژی تبدیل می‌کند و در واقع می‌توان گفت که این سیم پیچ ها به عنوان مبدل ایفای نقش می‌کنند.

علاوه بر روش القای مغناطیسی روش دیگری به نام تشدید مغناطیسی هم وجود دارد که تفاوت چندانی با روش القای مغناطیسی ندارد و میدان مغناطیسی مسافت طولانی‌تری را می‌تواند طی کند به همین دلیل با استفاده از این روش می‌توان چند وسیله و گجت را به‌صورت همزمان شارژ کرد. در فناوری های شارژ بی سیم باید به ولتاژ گوشی و شارژر دقت شود در صورت کم بودن ولتاژ، سرعت شارژ نیز محدود می‌شود؛ همچنین سرعت شارژ با روش بی سیم معمولا کمتر از شارژ کردن با کابل است.

در حال حاضر استانداردهای Qi و Air Ful دو استاندارد اصلی برای شارژ وایرلس هستند. استاندارد Qi از بزرگ‌ترین و پرطرفدارترین استانداردهای شارژ بی سیم است که این استاندارد در جدیدترین گوشی های اپل، سامسونگ و ال جی استفاده می‌شود. استاندارد Air Ful مجموعه‌ای از دستگاه‌ها را معمولا با برند Power Mat عرضه می‌کند. دو تکنولوژی Qi و Air Ful با یکدیگر سازگار نیستند؛ به این معنا که اگر یک گوشی صرفا از استاندارد Qi پشتیبانی می‌کند را نمی‌توان با پد مخصوص مجهز به تکنولوژی Air Ful شارژ کرد.

مزایای شارژ وایرلس: نداشتن سیم و کابل، فقدان درگاه شارژ روی بدنه گوشی باعث می‌شود راه ورود گرد و غبار به درون دستگاه بسته شود.

معایب شارژ وایرلس: انتقال شارژ در این فناوری از طریق فلز امکان نمی‌پذیرد و جنس بدنه پشتی اکثر گوشی هایی که قابلیت فناوری شارژ بی سیم را دارند از پلاستیک و شیشه است که احتمال شکستگی و آسیب‌پذیری را در آن‌ها بیشتر می‌کند. از سرعت انتقال شارژ کمتری نسبت به شارژر کابلی برخوردارند. به دلیل اینکه سطح شارژر و بدنه گیرنده باید در تماس با یکدیگر یا با فاصله بسیار ناچیز از یکدیگر قرار بگیرند، با دور شدن از هم عملیات شارژ متوقف خواهد شد.

شارژ سریع

با وجود اینکه گوشی های هوشمند با گذر زمان از لحاظ نرم افزاری و سخت افزاری رو به ارتقا بوده‌اند با این حال باتری، از قطعاتی است که با سرعت کمی پیشرفت کرده است. ساده‌ترین راه برای حل این مشکل افزایش ظرفیت باتری است که با تکنولوژی در حال حاضر فقط می‌توان اندازه باتری ها را بزرگ‌تر کرد و این مسئله هم باعث تولید گوشی هایی با ابعاد بزرگ‌تر می‌شود که با طراحی تخت و باریک با سلیقه اکثریت کاربران در تناقض است.

با توجه به موارد ذکر شده حداقل می‌توان مدت زمان شارژ شدن گوشی های موبایل را با کمک شارژرهای سریع کوتاه‌تر کرد. این فناوری سخت افزار مخصوص خودش را دارد و برای استفاده از آن باید از گوشی هوشمندی استفاده کنید که از این فناوری و شارژر و کابل مخصوص آن پشتیبانی می‌کند. برای اینکه نحوه عملکرد فناوری شارژ سریع را بدانیم بهتر است گریزی به چگونگی شارژ شدن باتری ها داشته باشیم.

امروزه اکثر گوشی های هوشمند از باتری لیتیوم یونی بهره می‌برند، این باتری ها شامل یک الکترود منفی، یک الکترود مثبت و یک الکترود ما بین این الکترودها است. یون‌های لیتیومی که در داخل باتری وجود دارند با جابه‌جایی از یک الکترود به الکترود دیگر باتری را در حالت شارژ شدن یا تخلیه شارژ قرار می‌دهند. حال با در نظر گرفتن موارد ذکر شده به چگونگی نحوه عملکرد فناوری شارژ سریع می‌پردازیم. همانطور که از اسم آن مشخص است این فناوری روند شارژ شدن باتری گوشی هوشمند را تسریع می‌کند به طوری که معمولا با افزایش توان خروجی شارژر یا افزایش ولتاژ و جریان انجام می‌شود.

ممکن است این شبهه به وجود بیاید که افزایش توان می‌تواند برای گوشی مضر باشد؛ ولی باید به این نکته توجه داشت که در اکثر گوشی های هوشمند حال حاضر یک تراشه درونی تعبیه شده است که دمای باتری و میزان توان شارژ ورودی را تنظیم می‌کند. این تراشه‌ها در گوشی های هوشمند می‌توانند زمانی که باتری به طور کامل شارژ یا دمای آن زیاد شد توان و برقی را که از شارژر دریافت می‌کند کم یا قطع می‌کند.

درواقع به زبان ساده‌تر می‌توان گفت که تمام فناوری های شارژ سریع دارای یک ویژگی مشترک که آن هم انتقال بیشتر جریان برق است، هستند. هر یک از کمپانی های مطرح برای شارژ کردن سریع گوشی های پرچمدار خود از فناوری مخصوص خود استفاده کرده‌اند. به عنوان مثال سامسونگ از فناوری شارژ سریع Adaptive، وان پلاس از Dash Charge، هواوی از Super Charge، کوالکام از Quick Charge، موتورولا از Turbo Charge و اوپو از VOOC استفاده می‌کنند که با تحقیقات و مقایسه های انجام شده فناوری شارژ سریع Super Charge شرکت هواوی رتبه نخست را به خود اختصاص داد.

استاندارد های USB

نسل اول از استانداردهای USB به دستگاه‌های بهره‌مند از این پورت‌ها اجازه دریافت انرژی‌های با حداکثر توان 2.5 وات را می‌دادند. بعد از مدتی این مقدار در پورت‌های USB 3.0 حدود 4.5 وات بیشتر شد. در طول چندین سال این مقادیر به عنوان استانداردهای رسمی برای پورت‌های USB بودند؛ اما پس از مدتی شارژرهای مبتنی بر این پورت با پشت سر گذاشتن این استانداردها توانستند توان بیشتری از انرژی الکتریکی را به گوشی های هوشمند برسانند، در حال حاضر یک شارژر USB معمولی می‌تواند امکان شارژ گوشی های با توان 10 وات را فراهم کند و بعدها با استفاده از کابل‌های microUSB این میزان به مقدار کمی افزایش پیدا کرد. در نهایت شارژرهای مبتنی بر پورت USB-C بهترین نوع از این کابل‌ها هستند که می‌توانند توان بالاتری از انرژی (5 ولت و 3 آمپر، معادل با 15 وات) را به گوشی های هوشمند تحویل دهند.

استاندارد Quick Charge کوالکام

شرکت کوالکام از اولین شرکت‌هایی بود که توانست استانداردهای سریع جدیدی برای شارژ گوشی‌های هوشمند معرفی کند. این شرکت در سال 2013 هنگامی که تراشه اسنپدراگون 600 را عرضه کرد فناوری جدید Quick Charge را نیز معرفی کرد که با استفاده از این فناوری امکان تحویل 10 وات انرژی به گوشی های هوشمند امکان پذیر شده بود. نسل دوم از فناوری Quick Charge ها در سال 2015 معرفی شد که می‌توانست 18 وات توان را به گوشی های هوشمند تحویل دهد.

گوشی های شرکت موتورولا و سامسونگ فناوری های مشابهی با عنوان Turbo power و Adaptive Fast Charge را با استفاده از این استاندارد به گوشی های خود اضافه کردند. در سال 2016 سومین نسل از استاندارد Quick Charge نیز معرفی شد که با استفاده از آن امکان تولید شارژرهای با خروجی 3.6 ولت تا 20 ولت امکان‌پذیر بود.

در سال 2017 استاندارد Quick Charge 4.0 برای اولین بار معرفی شد که با استفاده از این استاندارد می‌توان میزان توان خروجی را تا 27 وات افزایش داد. درنهایت استاندارد + Quick Charge 4.0 آخرین ورژن شرکت کوالکام است که از استانداردهای USB PD 3.0 پشتیبانی می‌کند و با استفاده از این استاندارد امکان تحویل 27 وات انرژی تحت ولتاژ 3 تا 11 ولت و همچنین جریان 0 تا 3 آمپر فراهم است.

استاندارد Oppo VOOC

استاندارد Oppo VOOC برای اولین بار در سال 2014 همزمان با معرفی گوشی Oppo Find 7 معرفی شد این استاندارد برای اینکه بتواند جریان 3 آمپری را به گوشی های هوشمند برساند از یک شارژر و یک کابل ویژه استفاده می‌کرد. در حال حاضر شرکت وان پلاس از این استاندارد استفاده می‌کند و آن را با نام Dash Charge می‌شناسند. کمپانی Oppo در سال 2018 استاندارد جدید خود را تحت عنوان Super VOOC و همزمان با گوشی Find X Lamborghini را معرفی کرد که از این فناوری بهره می‌برد. این استاندارد امکان تحویل توان قابل توجه 50 وات به گوشی های هوشمند را ممکن ساخت.

استاندارد Super Charge هواوی

در سال 2017 کمپانی هواوی گوشی Mate 10 را با فناوری شارژ سریع جدید با عنوان Super Charge معرفی کرد که این فناوری قادر بود خروجی 5 ولت و تحت جریان 4.5 آمپر را تامین کند. نسل دوم فناوری ذکر شده در سال 2018 با معرفی گوشی Mate 20 Pro معرفی شد که شرکت هوآوی این فناوری را هم با نام Super Charge منتشر کرد. این فناوری در مقایسه با نسخه اول دارای دو برابر ولتاژ خروجی بیشتر یعنی 10 ولت بوده است. همچنین فناوری ذکر شده تحت جریان 4 آمپر می‌تواند توان قابل توجه 40 واتی را به گوشی های هوشمند برساند.