چالش ها و محدودیت های پنهان شارژ سریع باتری گوشی های هوشمند - وبلاگ عینک سفارشی

به گزارش وبلاگ عینک سفارشی، تولید کنندگان گوشی های هوشمند همیشه به رقابت با یگدیگر علاقه داشته اند، به ویژه اگر پای مشخصات سخت افزاری در میان باشد. در حالی که طراحی، کیفیت ساخت و رابط کاربری فاکتورهایی هستند که به سختی می توان آن ها را اندازه گرفت؛ مشخصات سخت افزاری به دلیل سنجش با اعداد و ارقام، برتری ها را تا حدی برای ما روشن می سازند.

شاید وجه تمایز خیلی از گوشی ها از نظر کاربران نیز همین است که محصولات شرکت های مختلف را از لحاظ مدل چیسپت، تعداد هسته های پردازنده و فرکانس آن ها، میزان حافظه رم، میزان حافظه داخلی و ظرفیت باتری با هم مقایسه می کنند. اما به تازگی یک ویژگی دیگر نیز به معیار جدیدی برای کاربران تبدیل شده است: نرخ شارژ سریع دستگاه!

مروری کوتاه بر گذشته و حال تکنولوژی های شارژ سریع

شاید فکر کنید که تجهیز یک گوشی هوشمند به شارژ سریع، تنها به قرار دادن یک آداپتور پرقدرت در جعبه آن خلاصه می شود؛ اما این گونه نیست. برای درک بهتر این موضوع، فرض کنید که تصمیم می گیرید موتور خودروی خود را با یک نمونه جدیدتر که 500 اسب بخار قدرتمندتر است تعویض کنید، ولی باز هم همان جعبه دنده، ترمزها و سایر عوامل دخیل در حرکت خودرو را به کار بگیرید. قطعا چنین اقدامی با مسائل متعددی همراه خواهد بود. در بحث شارژ سریع گوشی های هوشمند نیز عواملی فراتر از آداپتور شارژر تاثیرگذار هستند.

در ادامه به سراغ بخش های اصلی این فناوری و همچنین، موانعی که تولید کنندگان در فرایند کاهش زمان شارژ با آن روبرو هستند خواهیم رفت:

آداپتور شارژر

آداپتورها از اصلی ترین عوامل موثر در عملکرد فناوری شارژ سریع هستند که به طور شایسته به آن ها پرداخته نشده است. فارغ از مدل و شرکت تولید کننده گوشی شما، تا زمانی که گوشی به شارژر مناسب متصل نشود، به حداکثر توان قابل دریافت خود نخواهد رسید.

چالش اصلی در این بخش، طراحی یک آداپتور مدرن است که بتواند میزان نیروی زیادی را با امنیت کامل به گوشی منتقل کند. تلفن های هوشمند امروزی به باتری های بزرگ و بزرگتری مجهز می شوند که نیاز آن ها را به شارژ سریع تر بیش از پیش نمایان می کند؛ زیرا با توجه به اهمیت این گجت در زندگی روزمره همه ما، نمی توانیم زمانی طولانی را برای شارژ کامل یا رسیدن به درصد مناسبی که جوابگوی نیاز ما باشد، صبر کنیم. اما شارژر قدرتمندتر باید هم از نظر فیزیکی بزرگتر باشد و هم از مدارهای بهینه تری بهره مند شود.

خوشبختانه وضعیت مدارها در چند سال اخیر بهبودهای زیادی را تجربه کرده است. برای مثال، گلکسی نوت 10 به یک شارژر سریع 25 واتی مجهز است که ابعاد آن تقریبا به اندازه دو جعبه کبریت است؛ اما اگر قرار بود سامسونگ از فناوری موجود در آداپتور نوکیا 3310 استفاده کند، ابعاد شارژر نوت 10 به بزرگی یک قوطی نوشابه بود.

شارژ کامل اوپو Reno Ace فقط 30 دقیقه طول می کشد

تحول ایجاد شده در این بخش موجب شده با آداپتورهای بسیار پیشرفته تری نسبت به یک دهه قبل روبه رو شویم. باید گفت که مهم نیست دستگاه شما از کدام فناوری شارژ سریع استفاده می کند، بلکه این چیپ تعبیه شده درون آداپتور آن است که امکان انتقال نیرو به گوشی از طریق فرایند شارژ را ممکن می سازد. این سازوکار به گوشی امکان می دهد تا با توجه به سطح شارژ باتری و دمای آن، بهینه ترین مقدار نیرو را درخواست کند.

کابل و اتصالات

آداپتور قدرتمند بدون کابلی که توان انتقال این قدرت به گوشی را داشته باشد، کارایی نخواهد داشت. در حالی که کابل ها یکی از ساده ترین بخش های زیرساخت شارژ دستگاه هستند، اهمیت آن ها کمتر از سایر عوامل نیست. چالش این بخش به تصمیم شرکت تولید کننده درباره چگونگی انتقال جریان از آداپتور وابسته است.

نیرو در این بخش همان میزان ولتاژ بر جریان است. بنابراین، انتقال قدرت بیشتر از شارژر به گوشی می تواند باعث افزایش ولتاژ، جریان و یا هر دو آن ها شود. برای مثال، 30 وات را می توان از طریق یک ترکیب 10 ولت و 3 آمپر (ولتاژ بالا و جریان پایین) یا ترکیب 5 ولت و 6 آمپر (ولتاژ کم و جریان بالا) عبور داد. نمی توان هیچ یک از این دو روش را نسبت به دیگری برتر دانست و در هر دو صورت، مسئله ای وجود خواهد داشت که باید حل شود.

افزایش ولتاژ اجازه تولید کابل های باریک تر و ارزان تری را می دهد. همچنین، این اقدام منجر به ایجاد سازگاری کابل USB شما با دستگاه های بیشتری خواهد شد و می توانید از همان یک کابل برای شارژ دستگاه های دیگر هم استفاده کنید.

با این حال، زمانی که به گوشی متصل شود؛ ولتاژ بالا باید کاهش یابد و به حدی بین 3.2 تا 4.3 ولت برسد تا باتری در حالتی امن شارژ شود. این تغییر وضعیت 100 درصد بهینه نیست و قسمتی از نیرو را به گرما تبدیل می کند. همین گرما ممکن است عملکرد گوشی شما را کندتر کند، فرایند شارژ را با وقفه همراه سازد و عمر باتری را نیز کاهش دهد.

بررسی شارژ سریع آیفون 11 پرو

سناریوی دوم که به افزایش جریان مربوط است، می تواند یک ولتاژ پایین در حدود 5 ولت را به سادگی به گوشی و باتری آن برساند و در عین حال باعث ایجاد گرمای کمتری برای گوشی شود. اما، جریان بالاتر به سیم های ویژه و باریک تر از نمونه های معمول نیاز دارد. به همین دلیل است که فناوری شارژ سریع وان پلاس فقط با کابل تولیدی این شرکت سازگار است و اگر از کابل نامناسب استفاده کنید، گوشی سرعت شارژ را پایین می آورد؛ زیرا از توانایی این کابل در انتقال حداکثر جریان مطمئن نیست. اگر جریان عبوری برای کابل قابل تحمل نباشد، به اصطلاح عامیانه، ذوب می شود.

باتری

با وجود تمام موارد بیان شده، اما بزرگترین مشکل خود باتری ها هستند!

طراحی نامشخص باتری های لیتیوم یونی تا حد زیادی ماهیت فرار آن ها را پنهان می سازد. اگر تا کنون ویدیوهای مربوط به سوراخ کردن باتری گوشی های هوشمند و شعله ور شدن آن ها را دیده باشید، منظور ما از ماهیت فرار آن ها را متوجه خواهید شد. در یک سو، مواد شیمیایی بسیار واکنش پذیر درون باتری به آن اجازه می دهد تا حجم زیادی از انرژی را در قالب خود ذخیره کند. در سوی دیگر، این مواد باتری را ملزم می کنند از مدار بندی خاصی استفاده کند تا از اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد یا افزایش دمای بیش از حد جلوگیری شود.

به طور کلی سرعت شارژ باتری های لیتیوم یونی به صورت امن، تا حد زیادی به طراحی آن ها بستگی دارد. در نتیجه، ابعاد فیزیکی در اینجا یک فاکتور مهم تلقی می شود. باتری های بزرگتر می توانند نرخ شارژ سریعتری را تحمل کنند، اما اگر بخواهیم همان سلول را با ابعاد مشابه، به صورتی بازطراحی کنیم که سریعتر شارژ شود؛ باید اندازه المان های موجود در سلول را افزایش دهیم که در این صورت ظرفیت انرژی آن کاهش می یابد. باتری 5000 میلی آمپر ساعتی ایسوس ذن فون 6 یک مثال شاخص از این رابطه است که می تواند شارژ سریع تا حداکثر 18 وات را پشتیبانی کند. طبق اعلام مهندسین ایسوس، اگر بدون تغییر ابعاد این باتری بخواهیم سرعت شارژ آن را تا 40 وات افزایش دهیم، باید به ظرفیت 4000 میلی آمپر ساعتی برای آن بسنده کنیم.

مقایسه شارژ سریع Superfast سامسونگ در برابر رقبا

اما هر چقدر هم که باتری دستگاه شما بزرگ باشد، تنها پیش از رسیدن به ظرفیت 70 درصد می تواند از حداکثر سرعت مشخص شده در فناوری شارژ سریع خود استفاده کند؛ البته اگر محدودیت های ناشی از گرما در فرایند شارژ سلول اختلال ایجاد نکند. هرچه از این آستانه فراتر برویم، برای تامین امنیت باتری، از جریان ورودی کاسته می شود.

کاهش آسیب و حوادث مرتبط با باتری در چند سال اخیر، گواهی است بر پیشرفت های فنی باتری های گوشی های هوشمند و شایستگی آن ها برای دریافت توجه بیشتر از سوی تولید کنندگان این دستگاه ها. در حالی که شاید باتری ها به اندازه دوربین های چندگانه و صفحات OLED پرزرق وبرق در جلب توجه پیروز نبوده اند، اما مهندسی به کار رفته در تولید آن ها به اندازه هر بخش دیگری از سخت افزارهای گوشی های امروزی شایسته تحسین است.

منبع: Phone Arena