همه چیز درباره فناوری شارژ سریع؛ تکنولوژی فست شارژ چیست و چگونه کار می کند؟

چند وقتی است که شرکت های تولید کننده موبایل از فناوری جدیدی به نام فست شارژ یا شارژ سریع در گوشی های خود استفاده می کنند و رقابتی تنگاتنگ در این زمینه شکل گرفته است. آیا می دانید که تکنولوژی فست شارژ چگونه کار می کند؟ تفاوت شارژ سریع(Fast Charge) با شارژ معمولی چیست؟ آیا فناوری شارژ سریع برای باتری ضرر دارد؟ برای یافتن پاسخ این سوال ها در ادامه با مقاله همه چیز درباره فناوری های شارژ سریع با تکنوسان مگ همراه باشید.

چرا به فناوری فست شارژ نیاز داریم؟

پروسه شارژ گوشی همیشه یک کار وقت گیر بوده و کاربران از این موضوع شکایت دارند. حالا با بزرگ تر شدن سایز باتری ها و افزایش میزان ظرفیت آنها، شارژ گوشی ها با شارژرهای عادی حتی به وقت بیشتری نیاز دارد. به همین دلیل تکنولوژی های جدید فست شارژ به وجود آمدند و توانستند مدت زمان شارژ گوشی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. به کمک تکنولوژی شارژ سریع گوشی ها تا حد زیادی سریع تر شارژ می شوند و شرکت های تولید کننده موبایل نیز بدون نگرانی از مدت زمان شارژ شدن می توانند باتری هایی با ظرفیت های بالاتر در گوشی های خود استفاده کنند. در نتیجه استفاده از فناوری فست شارژ تبدیل به یک امر اجتناب ناپذیر و یک تکنولوژی ضروری در گوشی ها شده است.

تفاوت فست شارژ با شارژ معمولی چیست؟

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. در حالی که 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.

در ادامه به بررسی استاندارد های شارژ سریع که برای شارژ باتری گوشی ها و لوازم هوشمند مورد استفاده قرار می گیرند خواهیم پرداخت تا به درک بهتری از فناوری فست شارژ برسیم.

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. علاوه بر اینها اکثر شرکت های تولید کننده موبایل نیز از فناوری های شارژ اختصاصی خود با نام های دیگری استفاده می کنند. در ادامه به بررسی این فناوری ها خواهیم پرداخت.

USB 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.

تا به حال از استاندارد USB-PD سه نسخه معرفی شده است و به تازگی ورژن جدیدی از نسخه سوم به نام Power Delivery 3.0 PPS معرفی شده که در آن PPS مخفف عبارت Programmable Power Supply است و جدیدترین فناوری USB-PD است. این فناوری با توجه به وضعیت شارژ دستگاه به صورت خودکار و در لحظه بهترین ترکیب ولتاژ و جریان را تنظیم می کند و از این طریق بیشترین توان بهینه را در اختیار دستگاه قرار می دهد.

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 و پس از بسیاری از شرکت ها مانند سامسونگ، شیائومی و ال جی در محصولات خود از این فناوری استفاده کرده اند. در ادامه به توضیح مختصری از هر یک از نسخه های منتشر شده از Quick Charge می پردازیم.

فناوری شارژ سریع کوالکام(qc) یکی از امکانات موجود در پردازنده های کوالکام موسوم به Snapdragon است و البته استفاده از این فناوری در دستگاه ها اختیاری و به صرف وجود پردازنده شرکت کوالکام نمی توان گفت که از فناوری شارژ سریع Quick Charge نیز پشتیبانی می نماید.

فناوری Quick Charge 2.0

نسخه دوم فناوری شارژ سریع کوالکام موسوم به Quick Charge 2.0  است که طبق شرح این کمپانی یک مجموعه کامل و جامع از تکنولوژی های مدیریت باتری برای شارژ دستگاه با استفاده از کابل Micro USB می باشد.دو نیاز برای استفاده از QC 2.0 وجود دارد، گوشی های هوشمند یا تبلت های دارای پردازشگر Snapdragon و منبع برق دارای QC 2.0 می باشد. بدلیل اختصاصی بودن این مکانیسم، هم منبع برق و هم موبایل و تبلت ها توسط Qualcomm به منظور عملکرد مناسب مجاز و تصدیق شده اند.هر گوشی هوشمندی که دارای این تکنولوژی است دارای منبع برق سازگار می باشد. برخی از موبایل های سال 2014 نظیر MOTO X و HTC One M8 این قابلیت را داشتند.

فناوری Quick Charge 3.0

نسخه سوم این فناوری به روش یکسانی نسبت به ورژن های قبلی پیکربندی شده است و تمامی تجهیزات QC 3.0 بصورت کامل با تمامی دستگاه های Quick Charge 2.0 و Quick Charge 1.0 سازگار هستند.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. بنابراین برای تمامی تولیدکنندگان استفاده از QC 3.0 در ابعاد وسیعی از شارژرها و دستگاه ها آسان است.

کوالکام از مذاکره ی هوشمند برای بالاترین ولتاژ (INOV) که یک الگوریتم محاسباتی است استفاده می کند و به دستگاه مورد نظر اجازه می دهد که میزان توانی که نیاز دارد را در هر زمانی تعیین کند. یعنی این که همیشه با بالاترین توان بهینه شده قدرت انتقال کار می کند. پشتیبانی از یک رنج وسیع تر ولتاژ را از 3.6V به 20V افزایش می دهد این یعنی اینکه موبایل شما این قابلیت را دارد که به صورت پویا و اتوماتیک یکی از 12 سطح شارژ را انتخاب کند.

فناوری Quick Charge 4 و Quick Charge 4 Plus

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. همچنین مدتی بعد یک ورژن جدید از نسخه چهارم با نام Quick Charge 4 Plus معرفی شد که از فناوری شارژ دوگانه ++Dual Charge و نسخه Power Delivery PPS پشتیبانی می کند. این فناوری به تازگی به گوشی های همراه راه پیدا کرده و شرکت هایی مانند شیائومی، ال جی و ایسوس از آن در محصولات خود به کار برده اند.

فناوری Quick Charge 5.0

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. همچنین کوالکام ادعا می کند با Quick Charge 5.0 می توانید یک باتری 4500 میلی آمپر ساعتی را در عرض 5 دقیقه از صفر به 50 درصد برسانید و برای شارژ کامل باتری تنها به 15 دقیقه زمان نیاز خواهید داشت.

البته هنوز از این نسخه از تکنولوژی شارژ سریع به صورت گسترده استفاده نمی شود و در محصولات اندکی از آن استفاده شده است. به عنوان مثال نسخه پنجم کوئیک شارژ در یک گوشی از کمپانی زد تی ای مدل  Red Magic 6 و Red Magic 6 Pro قرار است به کار برده شود و نیز یک شارژر از شرکت باسئوس به کار گرفته شده است.

سایر استانداردهای فناوری های شارژ

استانداردهای دیگری نیز برای شارژ سریع وجود دارند که برخی شرکت ها به صورت اختصاصی از آنها استفاده می کنند. از مهم ترین این فناوری ها می توان به  فناوری شارژ سریع VOOC شرکت OPPO اشاره کرد که در محصولات شرکت چینی وان پلاس با نام Dash Charge یا Warp Charge و در محصولات شرکت Realme با نام Dart Charge شناخته می شوند. تا به حال 5 نسخه از این فناوری توسعه یافته که جدیدترین آن  Super VOOC 2.0 نامگذاری شده است و می تواند تا 65 وات توان شارژ در اختیار دستگاه بگذارد. این فناوری بر خلاف فناوری های Power Delivery و Quick Charge که از افزایش ولتاژ برای به حداکثر رساندن توان استفاده می کنند، از طریق افزایش جریان به افزایش توان خروجی و در نهایت سریع تر شدن فرآیند شارژ می پردازد. در این فناوری توان خروجی 65 واتی از طریق ولتاژ 10 ولت و جریان 6.5 آمپر به دست می آید.

تکنولوژی شارژ دیگر متعلق به شرکت Huawei است که با نام SuperCharge شناخته می شود و مخصوص گوشی های شرکت هواوی می باشد.این فناوری نیز همانند VOOC از طریق افزایش میزان جریان به فرآیند شارژ سرعت می بخشد و در بهترین حالت می تواند با 66 وات باتری دستگاه را شارژ کند. همچنین کمپانی معروف Anker نیز یک تکنولوژی شارژ سریع اختصاصی به نام PowerIQ استفاده می کند که تا به حال سه نسخه از آن عرضه شده و در نسخه سوم ادعا شده که قابلیت ارائه توانی 100 واتی را دارد. انکر ادعا می کند با فناوری PowerIQ می تواند در مدت زمان 1 ساعت و 41 گوشی آیفون XS Max را به صورت کامل شارژ نماید که این یعنی تکنولوژی شارژ سریع انکر از فناوری های فست شارژ دیگری همچون PD و QC3.0 نیز سریع تر می باشد.

آینده فناوری شارژ سریع

فناوری شارژ سریع در حال پیشرفت و تکامل است و انتظار داریم تا چند سال آینده به حدی برسد که سرعت شارژ را تا حد زیادی افزایش دهد. در حال حاضر شرکت های تولید کننده موبایل در حال آزمایش و تحقیق روی شارژرهای 100 واتی و حتی 200 واتی هستند تا مدت زمان شارژ دستگاه ها را به کمتر از 10 دقیقه برسانند. قطعا این فناوری می تواند تاثیر بسزایی در آینده گوشی های هوشمند داشته باشد و مشکلات بسیاری که الان کاربران در رابطه با میزان شارژدهی و شارژ باتری های موبایل ها دارند را به کلی از بین ببرند. همچنین در زمینه فناوری شارژ بی سیم نیز ای فناوری در حال پیشرفت است و به تازگی هواوی در گوشی پرچمدار جدید خود وعده شارژ سریع بی سیم 50 واتی را داده است.

البته در حال حاضر جدیدترین پیشرفت ها در زمینه فست شارژ در گوشی های پرچمدار شرکت ها استفاده می شود و به نظر می رسد در آینده این فناوری به گوشی های میان رده و حتی پایین رده نیز راه یابد. همچنین ورود درگاه USB-C به دنیای موبایل ها آزادی عمل زیادی را در اختیار شرکت ها گذاشته و شاید بتوان انتظار داشت در آینده به جای استفاده از چندین شارژر برای گوشی ها از یک شارژر واحد با قابلیت شارژ خیلی سریع استفاده کرد و نیز در سریع حالت ممکن میزان باتری گوشی را به صد درصد رساند.

نتیجه گیری

با افزایش ظرفیت باتری های موبایل و طولانی بودن مدت زمان شارژ دستگاه ها ایجاد یک فناوری که بتواند این معضل را برطرف کند، ضروری به نظر می رسد. با ورود فناوری شارژ سریع مدت زمان شارژ دستگاه ها به طور قابل توجهی کاهش یافته و  خوشبختانه شرکت های زیادی هستند که از این فناوری در گوشی های خود استفاده می کنند. با اینکه این شرکت ها تلاش می کنند استاندارد های فست شارژ را بالا ببرند ولی این فناوری هنوز کامل نشده و نیازمند پیشرفت های زیادی در زمینه ایمنی و سرعت شارژ می باشد که در آینده باید منتظر خبرهای جذاب و هیجان انگیزی درباره تکنولوژی فست شارژ باشیم. نظر شما مخاطبان گرامی در رابطه فست شارژ چیست؟ از شما دعوت می کنیم تا نظرات ارزشمند خود را با ما و سایر مخاطبان تکنوسان مگ به اشتراک بگذارید.