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 حافظ پی سی همراه باشید.

(Fast Charge) شارژ سریع چیست؟

شارژ سریع یا Fast Charge به فناوری گفته می‌شود که با افزایش جریان برق ورودی به باتری شما برای مدت محدود و ظرفیت مشخصی سرعت شارژ شدن دستگاه‌های شما را بالا می‌برد. هدف از قابلیت فست شارژ افزایش سرعت شارژ شدن تلفن همراه نیست، به همین دلیل است که اکثر دستگاه‌هایی که از این قابلیت پشتیبانی می‌کنند این افزایش جریان برق را تا 50 درصد ظرفیت باتری به کاربران ارائه می‌دهد.

قابلیت شارژ سریع زمانی کاربرد خود را نشان می‌دهد که به صورت ناگهانی متوجه می‌شوید که میزان شارژ کافی برای به پایان رساندن روز را ندارید و با شارژ سریع تلفن همراه خود به عنوان مثال از ۲۰ درصد تا حدود ۴۰-۴۵ درصد ظرف مدت ۱۰-۱۵ دقیقه می‌توانید بدون نگرانی از تلفن همراه خود تا زمانی که دوباره آن را به شارژ می‌زنید استفاده کنید.

این فناوری به تلفن‌های همراه محدود نمی‌شود و دستگاه‌هایی مانند هدفون‌های وایرلس و حتی برخی از ماوس و کیبوردهایی که باتری غیر قابل تعویض دارند نیز از این قابلیت بهره می‌برند.

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.

نحوه عملکرد فناوری شارژ سریع

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.

توانایی شارژ ۵۰ تا ۸۰ درصد باتری در عرض نیم‌ساعت، شعاری است که تولید‌کنندگان به اتکای روش دریافت انرژی باتری داخل گوشی‌ها سر می‌دهند. این باتری از جنس لیتیوم یون با قابلیت شارژ مجدد هستند و با نگاهی دقیق به روند پر‌شدن باتری گوشی متوجه خواهید شد که سرعت شارژ آن با گذشت زمان به تدریج کندتر می‌شود.

در کل فرایند شارژ را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد:

• جریان ثابت/ولتاژ افزایشی: با ثابت ماندن جریان در شارژرهای معمولی، ولتاژ افزایش پیدا می‌کند؛ در این مرحله انرژی زیادی به سرعت به دستگاه انتقال پیدا می‌کند. شارژرهایی که از فناوری شارژ سریع برخوردار هستند، در این مرحله جریان برق را نیز افزایش می‌دهند.
• ولتاژ ثابت/جریان کاهشی: ولتاژ به اوج خود رسیده و جریان کاهش می‌‌یابد؛ درواقع زمانی که باتری بیش از نصف شارژ خود را دریافت کرد، شارژر ولتاژ را کاهش می‌دهد تا از گرم‌شدن بیش‌ازحد یا شارژ بیش‌ازحد جلوگیری کند؛ در این مرحله سرعت شارژ کاهش می‌یابد.
• پس از شارژ کامل باتری، فرایند شارژ گوشی متوقف شده یا به‌صورت قطره‌چکانی انجام می‌شود تا مادامی که گوشی به شارژ است، درصد شارژ کامل ثابت بماند.

شارژ سریع در ابتدایی‌ ترین روش، به‌سادگی با افزایش توان (وات – Watt) گوشی را در مدت‌زمان کوتاه‌تری شارژ می‌کند. یک پورت USB معمولی ۲٫۵ وات جریان برق را به دستگاه وارد می‌کند و شارژرهای سریع‌ این مقدار را افزایش می‌دهند. دستگاه‌های امروزی عموما با شارژری ۱۵ واتی عرضه می‌شوند؛ اما برخی تولیدکنندگان شارژرهایی ۵۰ واتی، ۸۰ واتی یا حتی ۱۰۰ واتی نیز عرضه می‌کنند. کاملاً واضح است که نحوه پیاده‌سازی و چگونگی عملکرد فناوری به کار‌رفته در شارژ سریع، برای کاربر نهایی اهمیتی ندارد؛ اما استفاده از شارژری با وات بالا برای تولیدکنندگان ساده نیست. دقت داشته باشید توانی که توسعه‌ دهندگان برای استانداردهای شارژ سریع خود معرفی می‌کنند درواقع بیشترین توان ارائه شده توسط این استاندارد‌ها است و این مقدار (وات) در کل فرایند شارژ سریع انتقال پیدا نمی‌کند.

همان‌طورکه گفته شد ولتاژ بالا، گرما ایجاد می‌کند و این گرما به باتری آسیب می‌رساند؛ اما ولتاژ در مرحله اول شارژ پایین است و شارژرهای سریع طوری طراحی شده‌اند تا از این فرصت استفاده کرده و قبل از رسیدن به حداکثر ولتاژ، تا جایی که امکان دارد، جریان را به باتری پمپ کنند.

این بدان معنا است که موثرترین و کارآمد‌ترین بخش فناوری شارژ سریع در مرحله اول چرخه شارژ، خود را نشان می‌دهد. بنابراین، زمانی که باتری زیر ۵۰ درصد شارژ داشته باشد، شارژ سریع بهترین عملکرد خود را ارائه می‌کند. سازندگان گوشی‌ نیز برای تبلیغ سرعت شارژ دستگاه‌های خود، معمولاً مدت‌زمانی که طول می‌کشد تا شارژ باتری به ۴۰ درصد، ۵۰ درصد یا ۶۰ درصد برسد را ذکر می‌کنند و اگر مدت‌ زمان موردنیاز برای شارژ صد درصدی دستگاهی را با این مدت مقایسه کنید، متوجه خواهید شد که زمان لازم برای رساندن شارژ از ۵۰ درصد به صد درصد، بسیار بیشتر از زمان لازم برای رساندن شارژ از صفر درصد به ۵۰ درصد است.

استانداردهای فست شارژ

در ادامه استانداردهای مختلف فست شارژ که در گوشی‌ های هوشمند پیاده سازی شده‌اند آورده شده است:

• USB Power Delivery – هر گوشی هوشمند دارای یک کابل شارژ می باشد که از USB استفاده می‌کند. حتی کابل‌های لایتنینگ گوشی‌های آیفون اپل یک طرفشان دارای اتصال USB است. USB 2.0 که برای بیش از دو دهه است که استفاده می‌شود حداکثر توان 2.5 وات را ارائه می‌دهد. از آنجا که برای تامین انرژی بیشتر به پورت USB نیاز است استاندارد USB-PD ایجاد شد. این استاندارد حداکثر توان 100 وات را ارائه می‌دهد و برای دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود که بیشتر در گوشی‌های هوشمند پرچمدار شاهد آن هستیم.
• Qualcomm Quick Charge – کوالکام پرکاربردترین چیپست در گوشی‌های پرچمدار اندرویدی است و جدیدترین پردازنده‌های آن با استاندارد اختصاصی Quick charge سازگار است. جدیدترین استاندارد Quick Charge 4+ دارای حداکثر توان 100 وات است.
• Samsung Adaptive Fast Charging – این استاندارد در دستگاه‌های سامسونگ بخصوص محصولات گلکسی استفاده می‌شود. این استاندارد حداکثر توان خروجی 18 وات را ارائه می‌دهند و به طور خودکار سرعت شارژ را برای افزایش طول عمر باتری تغییر می‌دهد.
• OnePlus Warp Charging – شرکت وان پلاس از استاندارد اختصاصی Warp Charging استفاده می‌کند که دستگاه هایشان را تا 30 وات شارژ می‌کند. به جای افزایش ولتاژ مانند اکثر استاندارد‌های دیگر، شارژ کامل 30 وات نیز موجود است.
• Oppo Super VOOC Charging – شرکت اوپو از یک استاندارد اختصاصی استفاده می‌کند که دستگاه هایشان را تا 50 وات شارژ می‌کند.

اکثر شرکت‌ها فناوری شارژ مختص به خود را ندارند و از USB-PD یا Qualcomm Quick Charge استفاده می‌کنند و یا این استانداردها را برای دستگاه خاص خود تطبیق می‌دهند. شرکت هایی مانند اپل، ال جی، سامسونگ و گوگل از این استانداردها برای گوشی‌های پرچمدار خود استفاده می‌کنند. اکثر این راه حل‌ها با افزایش ولتاژ سرعت شارژ را افزایش می‌دهند. راه حل‌های جالب تر وان پلاس و اوپو باعث افزایش قابل ملاحظه جریان به جای ولتاژ می‌شود. شارژ سریع این دستگاه‌ها نیاز به استفاده از کابل‌های اختصاصی دارند.

جمع‌ بندی

Fast charging شامل طیف وسیعی از فناوری‌های مختلف ممکن است که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. شرکت‌ها روش‌های خاص خود را برای شارژ سریع و درعین‌حال به حداکثر رساندن طول عمر باتری، به کار می‌گیرند پس به همین دلیل است که استانداردهای مختلفی در بازار وجود دارند. از چندین نسل پیش شارژ با ولتاژ بالا در حال تبدیل به یک قاعده‌ی معمول بود و در حال حاضر فناوری‌های جدید ولتاژهای کنترل‌شده‌ی کمتر و جریان‌های بالا را برای افزایش روزافزون سرعت به کار می‌گیرند. این امر باعث ایجاب کابل‌ های ضخیم‌ تر شده و درنتیجه یک دردسر جدید در زمینه‌ی سازگاری دستگاه‌ها (compatibility) ایجاد می‌شود. USB Power Delivery در حال حاضر به‌طور گسترده‌ای وجود دارد. احتمالاً این فناوری ستون فقرات تمام استانداردهای شارژ USB را شکل خواهد داد، هرچند دور از ذهن نیست که شرکت‌های مختلف علاوه بر رعایت این استاندارد جهانی، حتی راه‌حل‌ های بهتری را نیز در این زمینه خواهند یافت.