زمانیکه شارژ سریع به دنیای گوشی‌ها وارد شد، بزرگترین مزیتی که برای ما داشت این بود که چندین برابر زمانی که شارژ، می‌تونستیم از گوشی استفاده کنیم. مثلا 10 دقیقه شارژ و 3 ساعت کار با گوشی. این روزا تکنولوژی شارژ سریع به طرز شگفت‌انگیزی در حال توسعه‌ست. توی همین چندسال گذشته شارژ سریع کوالکام خودش رو به یکی از برجسته‌ترین استاندارهای شارژ سریع تبدیل کرد. توی این مطلب هر چیزی که باید در مورد نسخه‌های مختلف شارژ سریع کوالکام بدونید رو بررسی می‌کنیم.
شارژ سریع برای گوشی‌ها
همونطور که تا الان هم متوجه شدین گوشی‌ها روز به روز امکانات بیشتری بهشون اضافه میشه، صفحه نمایش بزرگتر، پردازنده چند هسته‌ای، اتصال 4G و 5G با سرعت بالا. اما متاسفانه، با وجود اینکه تمام این امکانات جدید کاربرد گوشی رو بیشتر میکنن، مصرف باتری رو هم بالاتر می‌برن و سریع تخلیه‌ش میکنن. به خاطر همین شرکت‌های سازنده مجبورن به مرور زمان باتری‌های با ظرفیت بیشتر رو برای گوشی‌ها طراحی کنن. از اونجایی که هیچکس دوست نداره گوشیش ساعت‌ها به شارژر وصل باشه، شارژ سریع با هدف کاهش زمان شارژ وارد کار شد.
شارژ سریع، Quick Charge که با مخفف QC هم شناخته میشه، یک استاندارد اختصاصی شارژ سریع هست که توسط کوالکام توسه پیدا کرده، کوالکام هم همونطور که می‌دونید یکی از بزرگترین سازندگان چیپ در دنیاست. شارژ سریع در سال 2013 معرفی شد تا بتونه توان بیشتری رو توسط رابط USB منتقل کنه و گوشی‌ها سریعتر شارژ بشن. QC یا شارژ سریع، به عنوان یک آپشن اختیاری دلخواه توسط چیپ‌های اسنپدراگون این شرکت عرضه میشد. اما این تکنولوژی انحصاری دستگاه‌های کوالکام نیست. در عوض، هر شرکتی می‌تونه لایسنس اونو برای خودش بگیره. معمولا شارژ سریع رو می‌تونید در گوشی‌های اندرویدی، تبلت، شارژرها و پاوربانک‌ها ببینید. علاوه بر اون، کوالکام اعلام کرده که شارژ سریع در بیش از 1000 دستگاه مختلف و بیش از 250 مدل گوشی موبایل در حال حاضر قرار داره.
اما جدا از اون، چندین شرکت پروتکل‌های شارژ سریع خودشون رو بر اساس QC توسعه دادن. این پروتکل‌ها شامل توربو پاور موتورولا (Motorola’s TurboPower)، می فست شارژ شیائومی، (Xiaomi’s Mi Fast Charge)، و شارژ سریع انطباقی سامسونگ (Samsung’s Adaptive Fast Charging) میشه.
شارژ سریع کوالکام چطور کار میکنه؟
اگر بخوام به طور خیلی ساده توضیح بدم، شارژ سریع، توان رو افزایش میده و باتری توان بیشتری رو در لحظه دریافت میکنه (توان هم با وات نشون میدن اینجا). اینکه توان چطور محاسبه میشه اینکه شدت جریان رو در ولتاژ ضرب میکنن تا توان بدست بیاد. (جریان با آمپر A و ولتاژ با V نشون میدن). در زمینه شارژ سریع، این استاندارد توان رو افزایش میده تا باتری سریعتر شارژ بشه، ولتاژ قدیمی شارژ گوشی‌ها 5 ولت بود و معمولا جریان 1 آمپر که میشه 5 وات.
حالا نکته اینجاست که ما چندین مدل افزایش توان داریم. همونطور که گفتم با افزایش جریان یا ولتاژ میشه توان رو افزایش داد. اما اگر ما جریان رو افزایش بدیم، کابل ممکنه گرمای زیادی ایجاد کنه و مشکل‌ساز بشه. اما QC به جای افزایش جریان سعی میکنه بیشتر توان رو با افزایش ولتاژ انجام بده که از گرم شدن کابل جلوگیری میکنه. علاوه بر اون، این استاندارد به دلیل افزایش ولتاژ، می‌تونه توان بیشتری رو در کابل‌های بلندتر منتقل کنه (از اونجایی که طول کابل می‌تونه باعث تلفات انرژی بشه) بنابراین هرگونه تلفات ناشی از مقاومت سیم کاهش پیدا میکنه.
هرچند که شارژ سریع 1.0 حداکثر توان 10 وات رو پشتیبانی میکنه، جدیدترین نسخه یعنی شارژ سریع 5.0، می‌تونه تا حداکثر 100 وات رو منتقل کنه.
برای اطمینان خاطر ازینکه شارژ سریع مشکلی ایجاد نکنه، کوالکام چندین استاندارد محاسباتی رو ساخته که در استانداردهای شارژ سریع رعایت میشه. مثلا محافظت در برابر ولتاژ-اضافه، جریان-اضافه، گرمای-بالا. علاوه بر اینا، این سیستم می‌تونه کیفیت کابل شارژ رو هم بررسی کنه تا مطمعن بشه کابل توانایی تحمل ولتاژ و جریان رو داره.
نسخه‌های مختلف شارژ سریع
از زمان معرفی اولیه در 2013، شارژ سریع دچار تغییرات بسیار زیادی شده، از زمان عرضه شارژ سریع 1.0، کوالکام چندین نسخه مختلف رو تا امروز معرفی کرده که هر کدوم ویژگی‌های جدیدی رو اضافه کردن و سرعت شارژ رو افزایش دادن.
جدا از شارژ سریع 4.0 که با نسخه‌های قبلی سازگار نیستن، تمام نسخه‌های قبل از 4.0 با سایر نسخه‌های قدیمی‌تر شارژسریع سازگار هستن.
در اینجا یه نگاه سریع به نسخه‌های مختلف شارژ سریع داریم:
شارژ سریع نسخه 1.0:
Quick Charge 1.0 اولین نسخه شارژ سریع برای این استاندارد بود، زمانی که این نسخه معرفی شد شارژها معمولا 5 وات بودن، این نسخه شارژ 10 وات رو پیشنهاد داد. هرچند که 10 وات دیگه اینروزا به عنوان سریع شناخته نمیشه، و نسخه QC 1.0 هم دیگه در گوشی‌ها دیده نمیشه یعنی 10 وات استاندارد رایج عادیه.
شارژ سریع نسخه 2.0:
این نسخه در سال 2014 معرفی شد، Quick Charge 2.0 یک ارتقا بسیار چشمگیر در مقایسه با نسل اول بود. این نسخه شارژ با ولتاژ بالاتر از 5 ولت رو معرفی کرد. 9 ولت و 12 ولت. این نسخه از حداکثر عبور جریان 2 و 3 آمپر هم با توجه به نوع اتصال پشتیبانی میکرد. به همین دلیل شارژ سریع 2.0 روی دستگاه‌های سازگار با حداکثر توان می‌تونست تا 36 وات توان رو انتقال بده.
علاوه بر اون این اولین نسخه از شارژ سریع بود که از حالت شارژ دوگانه یا همزمان پشتیبانی میکرد، به این معنی که از دو مدار مجتمع مدیریت توان استفاده میکرد تا برق رو تقسیم کنه و شارژ کارآمدتر بشه. هرچند که این ویژگی دلخواه بود و بعضی از سازندگان اینو قرار داده بودن و بعضیا هم ازش استفاده نمیکردن.
شارژ سریع نسخه 3.0
کوالکام نسخه 3.0 رو به شکلی طراحی کرد که 38 درصد بهینه‌تر از نسخه 2.0 بود. نقطه قوت این نسخه در سال 2015 این بود که یه الگورتیم برای تشخیص ولتاژ وجود داشت که به دستگاه تلفن همراه اجازه میداد تعیین کنه چه سطح توانی رو می‌خواد و در هر لحظه می‌تونست سطح توان متفاوتی رو درخواست کنه، این باعث میشد که از توان مورد نیاز باتری اطمینان حاصل کرد. علاوه بر اون QC 3.0 ولتاژهای بیشتری رو ارائه میداد. ولتاژ می‌تونست از 3.6V ولت شروع بشه و 200 میلی ولت به صورت پلکانی افزایش پیدا کنه و حداکثر تا 20V ولت برسه که به این شکل میشد. مثلا 3.6 – 3.8 – 4 و … . به این شکل میشد با توجه به نیاز باتری، درخواست دستگاه و شرایط مختلف بهترین و بهینه‌ترین شارژ رو تحویل داد.
شارژ سریع 3+
شارژ سریع QC 3+ جانشین نسخه 3 نبود. این نسخه در 2020 معرفی شد به عنوان یک آپشن جدید برای گوشی‌های میانرده که می‌تونستن بین دو نسخه انتخاب کنن. شارژ سریع در این نسخه سریعتر از 3 بود درحالکه این نسخه از هر دو نوع کابل USB Type-A و USB Type-C پشتیبانی میکرد.
شارژ سریع 4.0
Quick Charge 4 در واقع جایگذین نسخه سوم بود، این نسخه در سال 2016 رونمایی شد و قرار بود تا شارژ 100 وات و محدوده ولتاژ بالاتر رو پشتیبانی کنه، از 3.3 ولت تا 20 ولت به صورت پلکانی با افزایش 20 میلی ولتی. این نسخه از جریان 3 یا 5 آمپر هم با توجه به نوع اتصال پشتیبانی میکرد.
علاوه بر اون QC 4 اولین نسخه شارژ سریع بود که با استاندارد USB PD – خلاصه USB Power Delivery سازگار بود. پس اگر شما دستگاهی داشتید که با USB PD سازگار بود، شما می‌تونستید اونو با شارژر QC 4 شارژ کنید هرچند که حداکثر توان 27W وات رو در اختیارتون میذاشت در این حالت. توی این مطلب در مورد USB PD صحبت کردیم.
شارژ سریع 4+
کوالکام نسخه چهارم شارژ سریع یعنی QC 4+ رو در سال 2017 معرفی کرد و این اولین نسخه از شارژ سریع بود که قابلیت Dual Charge رو اجباری کرد. یعنی هر دستگاهی یا شارژری که این استاندارد رو می‌خواست باید از قابلیت شارژ دوگانه پشتیبانی میکرد. این ویژگی توی نسخه‌های قبلی از زمان QC 2.0 دلخواهی بود. علاوه بر اون، QC 4+ حداکثر خروجی ولتاژ و جریان یکسان با نسخه 4 داشت.
شارژ سریع 5
شارژ سریع 5 الان تا پایان 2021 جدیدترین نسخه استاندارد شارژ سریع کوالکام هست. این نسخه تا حداکثر شارژ 100 وات رو برای دستگاه‌ها پشتیبانی میکنه. این نسخه با قابلیت PPS (منبع تغذیه قابل برنامه ریزی – Programmable Power Supply) هم که یک بخش از USB PD هست سازگاره، که باعث میشه باتری‌های دو سلولی رو سریعتر شارژ کنه.
PPS: این ویژگی و استاندارد در دستگاه‌ها می‌تونه ولتاژ و جریان رو با توجه به نوع دستگاه بر اساس وضعیت شارژ دستگاه به صورت لحظه‌ای تغییر بده. یعنی چی؟
یعنی اینکه فرق نداره شما دستگاهی که شارژش 10 وات هست وصل کنید یا دستگاهی که توان مورد نیازش 100 وات هست. این توان به طور خودکار تشخیص داده میشه تا از ایجاد مشکل برای دستگاه‌ها و باتری‌ها جلوگیری بشه. دقت کنید که این ویژگی باید توسط دستگاه متصل هم پشتیبانی بشه. مثلا الان بعضی از لپتاپ‌ها یا گوشی سامسونگ گلکسی سری S21 ازین ویژگی پشتیبانی میکنه.
برای استفاده از شارژ سریع به چه چیزایی نیاز دارید؟
اول از همه به دستگاهی نیاز دارید که تایید شده برای استفاده از شارژ سریع باشه تا بتونه از استانداردهای شارژ سریع استفاده کنه. معمولا هر دستگاهی که بخرید از گوشی گرفته تا لپتاپ و پاوربانک، توی توضیحات یا بسته‌بندیشون در مورد شارژ سریع توضیح دادن. اما شما می‌تونید توی اینترنت و سایت رسمی محصولی که خریدید هم بررسی کنید تا ببینید دستگاهتون از چه نوع شارژی پشتیبانی میکنه.
کوالکام یه لیست از دستگاه‌های پشتیبانی شده رو معمولا توی سایتش میذاره که دائما بروز میشه و این لیست حجمش 1 مگه. می‌تونید هر زمان نیاز داشتید لیست رو دانلود و بررسی کنید. البته ممکنه اسم همه دستگاه‌ها و شارژها در این لیست نباشه اما مهمترین‌ها و معروف‌ترین‌ها رو می‌تونید ببینید. اگر شما یه گوشی داشته باشید که مثلا از نسل دوم پشتیبانی کنه و شارژرتون نسل سوم باشه، دستگاه می‌تونه با اون شارژ بشه اما مزیت‌های همون سرعت نسل قبلی رو دارید یعنی از شارژر حداکثر استفاده نمیشه.
شارژ سریع برای شارژ بی‌سیم
هرچند که شارژ سریع هدف اصلیش روی اتصال کابلی هست، اما برای دستگاه‌های بی‌سیم هم در دسترسه، کوالکام شارژ سریع برای دستگاه‌های بی‌سیم رو در سال 2019 معرفی کرد که با Qi Wireless charging تعامل داره. پس زمانیکه شما از یک شارژر وایرلس تایید شده رو داشته باشید که از شارژ سریع پشتیبانی میکنه، و دستگاهتون شارژ سریع پشتیبانی نکنه، شارژر با استفاده از Qi می‌تونه همون شارژ استاندارد رو برای دستگاه ارائه بده، یعنی با دستگاه‌های بی‌سیم قدیمی‌تر سازگاری داره.
شارژ سریع وایرلس به اندازه اتصال کابلی طرفدار نداره و فقط در دستگاه‌های خیلی خاص و جدید پیدا میشه، بیشتر شرکت‌ها ترجیح میدن به همون روش سابق ادامه بدن و شارژ سریع کابلی رو توسعه بدن.
حالا اگر به این فکر کردین که شارژ سریع بی‌سیم باعث داغ شدن و انفجار نشه، باید کمی در مورد Qi-Certified براتون صحبت کنم.
Qi (تلفظش میشه چیی – Chee) یک استاندارد برای انتقال توان به صورت بی‌سیم هست. شارژرهای بی‌سیم معمولا از روش القای مغناطیسی یا تشدید مغناطیسی برای انتقال انرژی استفاده میکنه. این یه جورایی مثل میدان مغناطیسی هست که زمین رو احاطه کرده. گوشی‌هایی که این قابلیت دارن یک سیم‌پیچ دارن که این انرژی مغناطیسی رو تبدیل به انرژی الکتریکی کنه و باتری رو با اون انرژی شارژ کنه. ساده به نظر میاد نه؟
خب به همین دلیله که شارژرهای بی‌سیم غیر استاندار می‌تونن مشکل ایجاد کنن. به خاطر اینکه هر گوشی باید طبق روش خاصی که براش تعریف شده اینکارو انجام بده و اگر شارژر به درستی کارش رو انجام نده و استاندارد QI رو نداشته باشه این مشکلات پیش میاد:
اضافه بار: گوشی‌ها معمولا داخلشون یک محدود کننده ولتاژ هست تا از اضافه ولتاژ جلوگیری کنه (در روش باسیم) اما شارژ بی‌سیم بر پایه یک سیم‌پیچ کار میکنه، اگر استاندارد وجود نداشته باشه یک سیم پیچ که توان بالایی منتشر میکنه (مثلا 25 وات) می‌تونه سیم‌پیچی که توی گوشی قرار داره (که مثلا حداکثر 5 وات دریافت میکنه) رو نابود کنه همراه با تمام اجزای داخلی و باتریش.
داغ شدن: این همین الانم برای شارژرهای غیر استاندارد یا ارزون یه مشکله، بدون کنترل ولتاژ صحیح، گرما باعث میشه گوشیتون آسیب ببینه، کمی گرمای اضافه می‌تونه باتری رو داغون و منفجر کنه.
انتقال دما به سوژه‌های اطراف: بدون قابلیت FOD در شارژ بی‌سیم (FOD به منی تشخیص اجسام خارجی) شارژ وایرلس ممکه انرژی مغناطیسی رو به سمت دستگاه‌هایی بفرسته که گوشی نیستن، مثل یک تیکه فلز یا سایر سوژه‌ها. این می‌تونه باعث آتش‌سوزی یا داغ شدن و انفجار بشه.
واسه همینه که همیشه میگم گول قیمت هیچ جنسی رو نخورید، نگید اونم شارژ بی‌سیم 10 واته اما انقدره قیمتش، اون قیمت می‌تونه به قیمت جونتون تموم شه، حتما شارژر‌هایی بخرید که استانداردهای لازم رو دارن تا مشکلی براتون پیش نیاد.
چرخه شارژ و کاهش عمر باتری با شارژ سریع؟
جدا از مشکلات داغ شدن باتری به دلیل شارژ سریع در مکان‌های گرم، که با استاندارهای جدید و عدم استفاده از گوشی در زمان شارژ رفع میشه، ممکنه بارها در مورد چرخه عمر باتری‌ها شنیده باشید. اما بهترین توصیه‌ای که در ابتدا می‌تونم بهتون بکنم اینکه هر زمان نیاز داشتید و دلتون خواست باتری رو شارژ کنید و اصلا به فکر چرخه شارژ نباشید. (البته منظور از هر زمان این نیست که زمان استفاده و در مکان گرم گوشی رو بزنید شارژ که داغ بشه.)
پس چرخه شارژ چی میشه؟
اگر فکر می‌کنید با هربار شارژ کردن چرخه عمر باتری‌تون کم میشه و ممکنه بترسید، بهتون حق میدم خودمم زیاد به این قضیه اهمیت میدادم. اما نکته‌ای که باید بهش دقت کرد اینکه چرخه شارژ این نیست که شما چندبار گوشی رو به شارژ میزنید، چرخه شارژ اینکه شما به اندازه ظرفیت کل باتری ازش استفاده کرده باشید، پس اگر دو بار در زمان 50 درصد گوشی رو بزنید شارژ به معنی دو چرخه نیست، بلکه دو بار 50 درصد شارژ داشتید و یک چرخه باتری مصرف شده. پس این به این معنیه که اگر گوشی رو توی درصد 95 بزنید شارژ به معنی یک چرخه نیست، بلکه به معنی 5 درصد 1 چرخه شارژ هست. اما دلیل اینکه گاهی وقتا توصیه میشه گوشی رو هر لحظه نزنید به شارژ اینکه اگر پورت شارژ رو زیاد وصل کنید و بارها پورت متصل بشه ممکنه پورت گوشی دچار مشکل بشه اما در چرخه شارژ باتری تاثیری نداره.
حافظه باتری چی؟
اینم یکی از افسانه‌های قدیمیه که باید واقعا کنار گذاشته بشه.
اگر شما لپتاپ‌ها و گوشی‌های جدید دارید، اصلا نباید نگران چیزی به نام حافظه باشید، چون باتری‌های لیتیومی اصلا هیچ مشکلی مثل باتری‌های قدیمی NiMH یا NiCd ندارن. به طور خلاصه قدیما اون مدل باتریا مشکلی داشتن که به اسم اثر حافظه شناخته میشد و با هر بار شارژ پس از تخلیه، کمی از ظرفیت کلیشون کاهش پیدا میکرد. مثلا اگر گوشیتون 50 درصد شارژ داشت و دائما در 50 درصد شارژش می‌کردید، باعث میشد به مرور باتری فکر کنه این 50 درصد حداکثر میزان شارژش هست.
اما در باتری‌های لیتیومی، هیچ چیزی به اون شکل وجود نداره، هیچ نیازی هم نیست که بر اساس این خرافات از باتری استفاده کنید. در واقع، اگر بذارید باتری‌های لیتیومی به طور کامل خالی باشه می‌تونه براش مضر باشه. و شما نباید این باتری‌ها رو به مدت طولانی خالی رها کنید. مثلا اگر پاوربانک دارید شارژش کنید حتی اگر استفاده نکردید.
باتری شما برای استفاده طراحی شده
با وجود همه این تفاسیر، هنوز عده‌ای از اون چرخه شارژ میترسن، تصور کنید که بعد از 10 سال باتری تون به نصف ظرفیت اولیش رسیده (مثال). آیا بعد از 10 سال شما از همون گوشی یا لپتاپ قدیمی استفاده می‌کنید؟ اصلا بعد از 10 سال اینا توانایی عملکرد مناسب رو دارن؟ پس بهتره ترس از کاهش چرخه شارز نداشته باشید، اینکه بخواید زمان زیادی رو صرف اهمیت دادن به باتری کنید، باعث میشه دچار مشکلات و اختلالات روانی بشید! اینطوری نه تنها مزیتی نداره بلکه آسیب هم بهتون رسیده. بجای فکر کردن زیاد، استفاده‌تون رو ببرید، تنها چیزی که برای باتری و گوشی خطرناک هست دمای بالاست. سعی کنید در مکان‌های خیلی گرم گوشی رو شارژ نکنید، یه برنامه هست به نام باتری بات که دمای باتری رو مانیتور میکنه. تنها چیزی که لازمه اینکه اگر در شهرها و شرایط گرم هستید اون برنامه رو بگیرید که اگر گوشی داغ شده خدایی نکرده اتفاقی براتون نیوفته.
کدوم بخش از این مقاله براتون جذاب تر بود؟ توی کامنت‌ها برامون بنویسید.
برای مشاهده جدیدترین مقالات و مطالب آموزشی، اینستاگرام می مارکت به آیدی Mimarket.ir رو دنبال کنید.