فناوري شارژ سريع چيست و چه استانداردهايي دارد؟ [به همراه ويديو]

امروزه يكي از پركاربرد‌ترين عبارات در دنياي فناوري، شارژ سريع موبايل‌ها و لپ‌تاپ‌ها است و هر توليد‌كننده‌اي هنگام رونمايي محصولات جديد خود تلاش مي‌كند تا در اين زمينه از رقباي خود پيشي بگيرد. تا همين چند دهه پيش، شارژ‌شدن كامل موبايل‌ها تقريباً تمام طول شب زمان مي‌برد؛ اما امروزه به لطف پيشرفت فناوري و شارژ سريع، اين موضوع ديگر دغدغه‌ نيست. اكثر موبايل‌هاي اصلي كه امروزه عرضه مي‌شوند از قابليت شارژ سريع بهره مي‌برند و افراد مي‌توانند در كمتر از ۳۰ دقيقه موبايل‌هاي خود را شارژ كنند.

مقاله پيش‌رو در تاريخ ۱۴ تير با افزوده شدن ويديوي فناوري شارژ سريع و استانداردهاي آن به‌روز شد.

شارژ سريع اصطلاحي است كه اغلب براي بازاريابي شارژرها و دستگاه‌هايي كه قادر هستند سرعتي بيشتر از استاندارد فعلي شارژ ارائه دهند، استفاده مي‌شود. در واقغ شارژ سريع، نوعي فناوري شارژ باتري است كه با افزايش مقدار نيرويي كه از شارژر به باتري ارسال مي‌شود، مدت‌زمان موردنياز براي شارژ كامل دستگاه را كاهش مي‌دهد. يك پورت USB معمولي با توان ۲٫۵ وات، انرژي الكتريكي را به دستگاه انتقال مي‌دهد و درمقابل نيز برخي شارژرهاي سريع مي‌توانند حتي تا ۱۰۰ وات نيز خروجي داشته باشند. توجه كنيد كه همه موبايل‌ها از قابليت شارژ سريع همراهي نمي‌كنند و درصورت بهره‌مندي از ابن قابليت نيز به شارژر و كابلي مطابق با استانداردهاي شارژ سريع آن نياز خواهند داشت. درواقع استفاده از استاندارد شارژ سريع ناسازگار با استاندارد موبايل كارساز نخواهد بود و نتيجه موردانديشه متخصصين را ارائه نخواهد كرد. درحال‌حاضر شارژ سريع كوالكام، فناوري شارژ سريع غالب در بازار است كه در اكثر موبايل‌هاي هوشمند نيز به كار مي‌رود؛ اما استانداردهاي شارژ سريع ديگري مانند Power Delivery (مخفف PD) نيز وجود دارند كه هركدام علاوه بر محدوديت‌ها، ناسازگاري‌هايي هم با برخي دستگاه‌ها دارند.

امروزه تقريباً تمام موبايل‌هاي پرچم‌دار موجود در بازار با فناوري‌هاي مختلفي به قابليت شارژ سريع مجهز هستند و توليد‌كنندگان اين محصولات اغلب هنگام معرفي آن‌ها عباراتي مانند ۸۰ درصد شارژ در ۳۰ دقيقه يا شارژ كامل در كمتر از يك ساعت را عنوان مي‌كنند. از طرفي با پيشرفت تكنولوژي و تغيير روش زندگي، استفاده‌‌ي مردم از موبايل‌ها و لپ‌تاپ‌ها نيز افزايش يافته است، به‌طوري‌كه بسياري مجبورند دستگاه‌هاي خود را بيش از يك بار در روز شارژ كنند. از سوي ديگر ابعاد موبايل‌ها نيز هر سال بزرگتر مي‌شود و براي جبران برق مصرفي بيشتر به باتري‌هاي بزرگتري نياز دارند؛ طبيعي است همين امر باعث طولاني‌تر‌شدن زمان شارژ كامل دستگا‌ها مي‌شود. در زندگي امروز زمان اهميت زيادي دارد و تقريباً همه مردم به‌دنبال آن هستند تا دستگاه‌هاي خود را به‌جاي چند ساعت‌، در عرض چند دقيقه شارژ كنند. فناوري شارژ سريع درواقع پاسخي براي رفع اين دغدغه‌ها و صرفه‌جويي در زمان بود.

تمامي گجت‌هايي كه به باتري مجهز هستند، روش انتقال انرژي مشابهي دارند؛ باتري‌هاي اين گجت‌ها با عبور جريان شارژ مي‌شوند و محدوديتي در ميزان جريان و ولتاژ ورودي وجود ندارد. در اين بين، مدار كنترلي (IC) نيز وجود دارد كه به حسگرهاي ولتاژ و حرارت مجهز است و با تنظيم مقدار ولتاژ و جريان ورودي به باتري، از باتري درمقابل افزايش‌هاي ناگهاني جريان محافظت مي‌كند و باعث طولاني‌تر‌شدن عمر آن مي‌شود. سلول‌هاي باتري‌ها از دو الكترود (مثبت و منفي) و الكتروليت تشكيل شده‌اند و يون‌هاي حاصل از واكنش‌هاي شيميايي درون الكتروليت، جريان الكتريكي موردنياز را تأمين مي‌‌كنند.

اجزاي اصلي شارژ عبارت‌اند از آمپر، ولتاژ و وات. آمپر (يا جريان) مقدار جريان الكتريكي است كه از باتري به دستگاه وارد مي‌شود و ولتاژ، نيرويي است كه اين جريان را به جلو مي‌راند. وات (يا توان خروجي) از ضرب آمپر در ولتاژ به‌دست مي‌آيد و هرچه ولتاژ و آمپر بيشتر باشد، وات نيز بيشتر است. براي مثال شارژ ۳ آمپري و ۵ ولتي، ۱۵ وات برق توليد مي‌كند و شارژر ۱۲ ولتي با ۳ آمپر جريان الكتريكي، تواني برابر ۳۶ وات دارد؛ هرچه مقدار وات بالاتر باشد، شارژ سريع‌تر است. براي درك بهتر، شلنگ آبياري را در انديشه متخصصين بگيريد. اگر آمپراژ (يا جريان) عرض شلنگ و ولتاژ فشار آب باشد، وات ميزان آب خروجي از شلنگ است.

توانايي شارژ ۵۰ تا ۸۰ درصد باتري در عرض نيم‌ساعت، شعاري است كه توليد‌كنندگان به اتكاي روش دريافت انرژي باتري داخل موبايل‌ها سر مي‌دهند. اين باتري از جنس ليتيوم يون با قابليت شارژ مجدد هستند و با نگاهي دقيق به روند پر‌شدن باتري موبايل متوجه خواهيد شد كه سرعت شارژ آن با گذشت زمان به تدريج كندتر مي‌شود.

در كل فرايند شارژ را مي‌توان به سه مرحله تقسيم كرد:

• جريان ثابت/ولتاژ افزايشي: با ثابت ماندن جريان در شارژرهاي معمولي، ولتاژ افزايش پيدا مي‌كند؛ در اين مرحله انرژي زيادي به سرعت به دستگاه انتقال پيدا مي‌كند. شارژرهايي كه از فناوري شارژ سريع برخوردار هستند، در اين مرحله جريان برق را نيز افزايش مي‌دهند.
• ولتاژ ثابت/جريان كاهشي: ولتاژ به اوج خود رسيده و جريان كاهش مي‌‌يابد؛ درواقع زماني كه باتري بيش از نصف شارژ خود را دريافت كرد، شارژر ولتاژ را كاهش مي‌دهد تا از گرم‌شدن بيش‌ازحد يا شارژ بيش‌ازحد جلوگيري كند؛ در اين مرحله سرعت شارژ كاهش مي‌يابد.
• پس از شارژ كامل باتري، فرايند شارژ موبايل متوقف شده يا به‌صورت قطره‌چكاني انجام مي‌شود تا مادامي كه موبايل به شارژ است، درصد شارژ كامل ثابت بماند.

شارژ سريع در ابتدايي‌ترين روش، به‌سادگي با افزايش توان (وات - Watt) موبايل را در مدت‌زمان كوتاه‌تري شارژ مي‌كند. يك پورت USB معمولي ۲٫۵ وات جريان برق را به دستگاه وارد مي‌كند و شارژرهاي سريع‌ اين مقدار را افزايش مي‌دهند. دستگاه‌هاي امروزي عموما با شارژري ۱۵ واتي عرضه مي‌شوند؛ اما برخي توليدكنندگان شارژرهايي ۵۰ واتي، ۸۰ واتي يا حتي ۱۰۰ واتي نيز عرضه مي‌كنند. كاملاً واضح است كه نحوه پياده‌سازي و چگونگي عملكرد فناوري به كار‌رفته در شارژ سريع، براي متخصص نهايي اهميتي ندارد؛ اما استفاده از شارژري با وات بالا براي توليدكنندگان ساده نيست. دقت داشته باشيد تواني كه توسعه‌دهندگان براي استانداردهاي شارژ سريع خود معرفي مي‌كنند درواقع بيشترين توان ارائه شده توسط اين استاندارد‌ها است و اين مقدار (وات) در كل فرايند شارژ سريع انتقال پيدا نمي‌كند.

اين بدان معنا است كه موثرترين و كارآمد‌ترين بخش فناوري شارژ سريع در مرحله اول چرخه شارژ، خود را نشان مي‌دهد. بنابراين، زماني كه باتري زير ۵۰ درصد شارژ داشته باشد، شارژ سريع بهترين عملكرد خود را ارائه مي‌كند. سازندگان موبايل‌ نيز براي تبليغ سرعت شارژ دستگاه‌هاي خود، معمولاً مدت‌زماني كه طول مي‌كشد تا شارژ باتري به ۴۰ درصد، ۵۰ درصد يا ۶۰ درصد برسد را ذكر مي‌كنند و اگر مدت‌زمان موردنياز براي شارژ صد درصدي دستگاهي را با اين مدت مقايسه كنيد، متوجه خواهيد شد كه زمان لازم براي رساندن شارژ از ۵۰ درصد به صد درصد، بسيار بيشتر از زمان لازم براي رساندن شارژ از صفر درصد به ۵۰ درصد است.

براي استفاده از استاندارد‌هاي شارژ سريع به موارد زير نياز خواهيد داشت:

شارژر: براي شارژ سريع به شارژري نياز داريد كه از استاندار شارژ سريع همراهي كند؛ شارژري با خروجي ولتاژ يا جريان پايين به كندي موبايل را شارژ مي‌كند. براي اطلاع از خروجي شارژر، كافي است تا نوشته روي آداپتور را بخوانيد. براي مثال، اگر روي آداپتور، ولتاژ ۵ ولت و آمپراژ ۳ آمپر قيد شده باشد، خروجي كل آن برابر با ۱۵ وات خواهد بود. (W=VxA).

كابل: نوع كابل و كانكتور USB استفاده شده نيز مي‌تواند روي سرعت شارژ تأثيرگذار باشد. USB 1.0 و USB 2.0 مي‌تواند تا ۲٫۵ وات انرژي الكتريكي را انتقال دهند كه برابر با نرخ شارژ معمولي با شارژ آهسته است. USB 3.0 مي‌تواند ۴٫۵ وات برق ارائه دهد، درحالي‌كه USB-C كه با استاندارد 3.1 مي‌تواند تا ۱۰۰ وات انرژي الكتريكي را انتقال دهد.

موبايل سازگار با شارژ سريع: اگر موبايل شما از فناوري شارژ سريع بهره‌مند نباشد، نمي‌تواند از اين استاندارد همراهي كند. حتي اگر شارژري سريع با كابل مناسب داشته باشيد، نمي‌توانيد موبايل كه از شارژ سريع همراهي نمي‌كند را با سرعتي بيشتر از معمول شارژ كنيد. براي دانستن حداكثر سرعت شارژي كه هر موبايل مي‌تواند همراهي كند، كافي است مشخصات باتري و شارژ آن را از داخل تنظيمات خود موبايل مطالعه كنيد.

امروزه تقريباً تمام دستگاه‌هاي قابل شارژ به پورت USB براي شارژ مجهز هستند، تا قبل از معرفي اين پورت، شارژها بيشتر از نوع سوزني يا سوكتي ساخته مي‌شدند؛ اما حالا ديگر كابل‌هاي USB به استانداردي واحد براي شارژ تبديل شده‌اند كه همه جا به‌راحتي پيدا مي‌شوند و همينطور از قابليت USB Power Delivery بهره مي‌برد كه در شارژ سريع متخصصد دارد.

پورت‌هاي USB به ۴ استاندارد 1.0، 2.0، 3.0 و 3.1 تقسيم مي‌شوند كه اولي و دومي مي‌توانند تا 5V/0.5A يا همان ۲٫۵ وات انرژي را انتقال دهند و موبايل‌هاي عادي نيز با همين نرخ شارژ مي‌شوند. پورت‌هاي USB 3.0 حدود ۴٫۵ وات (5V/0.9A) خروجي دارند و سپس به پورت USB-C يا همان USB 3.1 مي‌رسيم كه به‌طور بالقوه مي‌تواند ولتاژ بسيار بالاتري را انتقال دهد.

بسياري از دستگاه‌هايي كه به پورت USB 3.1 مجهز هستند، مي‌توانند از استاندارد USB Power Delivery يا همان USB-PD براي شارژ سريع استفاده كنند كه توان خروجي نهايي 20V/5A يا ۱۰۰ وات را دارد. البته موبايل‌ها معمولاً به چنين تواني احتياج ندارند و مي‌توان از آن براي شارژ سريع لپ‌تاپ‌هاي مجهز به پورت USB-C استفاده كرد.

توليد‌كنندگان مختلف استانداردهاي مختلفي براي فرايند شارژ توسعه مي‌دهند كه قادر به تغيير خروجي و زمان شارژ هستند. ميزان توان و طول هر فرايند شارژ سريع هركدام از اين استاندارد‌ها نيز بسته به دستگاه، شارژر، توان خروجي هر دستگاه متفاوت هستند:

USB Power Delivery يا USB-PD يكي از استانداردهاي شارژ سريع است كه تا ۱۰۰ وات خروجي ارائه مي‌كند و تمامي توليدكنندگان دستگاه‌هاي مجهز به پورت USB-C نيز مي‌توانند از آن استفاده كنند. جهت جريان انرژي در اين استاندارد ثابت نيست. براي مثال برخي پاوربانك‌ها هم ازطريق پورت USB-C شارژ مي‌شوند و هم مي‌توانند ازطريق همين پورت ساير دستگاه‌ها را شارژ كنند. البته توليدكنندگان مختلف استاندارد USB-PD را به شيوه‌هاي متفاوتي به كار مي‌برند. براي مثال، نحوه استفاده اپل و گوگل از استاندارد USB-PD را در زير با هم مقايسه مي‌كنيم:

استاندارد USB-PD در محصولات قابل شارژ اپل

استاندارد USB-PD در محصولات اپل، با‌‌توجه‌‌‌به محدوديت‌هاي نرم‌افزاري اكوسيستم iOS، تنها در بازه صفر تا ۷۹ درصد فعال است و با رسيدن به ۸۰ درصد غيرفعال مي‌شود: موبايل‌هاي آيفون با استفاده از استاندارد شارژ سريع USB-PD مي‌تواند صفر تا ۵۰ درصد باتري را در عرض ۳۰ دقيقه شارژ كند. براي استفاده از اين استاندارد براي محصولات قابل شارژ اپل به كابل لايتنينگي با قابليت همراهي از USB-PD نياز خواهيد داشت كه بايد آن را به‌صورت جداگانه خريداري كنيد.

اپل در سال ۲۰۱۷ (۱۳۹۶)، اعلام كرد كه از اين پس آيفون‌هاي مدل ۸ و بالاتر از آن با همراهي از قابليت شارژ سريع عرضه مي‌شوند؛ اين شركت درحال‌حاضر آداپتور‌هاي ۱۸، ۲۰، ۲۹، ۳۰، ۶۷، ۸۷ و ۹۶ واتي توليد كرده است كه با كابل USB-C قابليت شارژ سريع دارند، بهينه‌ترين توان براي شارژ سريع آيفون‌ها، ۲۰ وات و آداپتورهاي پرقدرت‌تر نيز براي خانواده iPad‌ها يا مك‌بوك‌ها به كار مي‌روند.

آيفون‌هايي كه از استاندارد شارژ سريع USB-PD همراهي مي‌كنند، عبارت‌اند از: آيفون ۸، ۸ پلاس، آيفون X، آيفون XS، آيفون XS Max، آيفون XR، خانواده آيفون ۱۱، خانواده آيفون ۱۲ و خانواده آيفون ۱۳.

برخلاف برخي موبايل‌هاي اندرويدي، آيفون‌ها عبارت شارژ سريع را روي صفحه‌نمايش موبايل نمايش نمي‌دهد. اگر آيفون به كابلي با قابليت شارژر سريع وصل باشد، لرزش بيشتري احساس مي‌كنيد يا صداي نوتيفيكشن شارژ را دو بار مي‌شنويد. راه ديگري براي مطالعه شارژ سريع آيفون اين است كه زمان شارژ را در انديشه متخصصين بگيريد: اگر شارژ آيفون در عرض ۳۰ دقيقه به درصد برسد، به اين معنا است كه فرايند شارژ آيفون با سرعت بيشتري نسبت به معمول البته دستگا‌ه‌هايي هم به اين منظور وجود دارند كه مي‌توانند وات شارژ موبايل را نشان دهند.

استاندارد USB-PD در محصولات قابل شارژ گوگل

استاندارد USB-PD قابليت سازگاري با طيف گسترده‌اي از محصولات گوگل را نيز دارد؛ اما سرعت آن از سرعت شارژ محصولات اپل كمتر است. برخلاف اپل، گوگل شارژر و كابل مخصوص براي اين استاندارد را به همراه موبايل‌هاي پيكسل به فروش مي‌رساند.

اگر هم قصد خريد كابل‌هاي شخص ثالث را داشته باشيد، مي‌توانيد از آداپتورها و كابل‌هاي USB-C به USB 2.0 يا USB-A استفاده كنيد؛ اما در انديشه متخصصين داشته باشيد كه سرعت شارژ محصولات گوگل با كابل تبديل USB-C به USB-A، فارغ از آداپتور مورد استفاده، از كابل تبديل USB-C به USB 2.0 كندتر خواهد بود. شارژ سريع موبايل‌هاي پيكسل نيز مانند موبايل‌هاي اپل در بازه صفر تا ۷۹ درصد فعال است و پس از آن روند شارژ غيرفعال مي‌شود. اين استاندارد با آداپتورهاي ۱۸ واتي يا بالاتر، موبايل‌هاي پيكسل را در عرض ۱۵ دقيقه شارژ مي‌كند.

Qualcomm QC اولين استاندارد شارژ سريع بود كه به‌طور گسترده در موبايل‌هاي اندرويدي مانند سري گلكسي استفاده شد. درحالي‌كه USB Power Delivery استاندارد نسبتاً جديدي است كه توسط گوگل و اپل پذيرفته شده است. Quick Charge 5 جديدترين استاندارد شارژ سريع كوالكام است كه در جولاي ۲۰۲۰ معرفي شد و مي‌تواند شارژ باتري موبايل را در عرض ۵ دقيقه به ۵۰ درصد و در عرض ۱۵ دقيقه به ۱۰۰ درصد برساند. درحال‌حاضر همراهي از اين استاندارد به موبايل‌هاي خانواده گلكسي S20 و بعد از آن محدود مي‌شود.

+Quick Charge 4، استاندارد نسل قبلي اين فناوري، حداكثر توان خروجي برابر با ۱۰۰ وات دارد، از نسخه‌هاي قديمي‌تر Quick Charge همراهي مي‌كند و با استاندارد USB-PD نيز سازگار است. نسخه Quick Charge 3.0 و نسخه‌هاي پايين‌تر فقط از اكسسوري‌هاي سازگار با Quick Charge همراهي مي‌كنند و با USB-PD سازگار نيستند.

كوالكام ادعا مي‌كند استاندارد شارژ سريع +Quick Charge 4 مي‌تواند ۵۰ درصد باتري را در عرض ۱۵ دقيقه شارژ كند. اين مدت براي Quick Charge 3.0 حدود ۱۵ دقيقه طولاني‌تر است. تعادل حرارتي هوشمند Quick Charge كوالكام از خنك‌ترين مسير موجود براي انتقال استفاده مي‌كند و حسگرهاي دستگاه دماي بدنه و رابط را براي جلوگيري از گرماي بيش‌ازحد و اتصال كوتاه كنترل مي‌كنند.

استاندارد Hypercharge مي‌تواند يك باتري ۴۰۰۰ ميلي‌آمپرساعتي را در عرض ۸ دقيقه با ۲۰۰ وات شارژ سريع سيمي و ۱۵ دقيقه با ۱۲۰ وات شارژ سريع بي‌سيم به‌طور كامل شارژ كند. مي‌توان گفت كه شيائومي با معرفي اين استاندارد، درزمينه شارژ سريع، انقلابي عظيمي ايجاد كرد.

سامسونگ نيز استاندارد شارژ سريع خود را دارد و اولين نسخه از اين استاندارد را به نام شارژ سريع تطبيقي، براي اولين بار با نسخه 5G گلكسي S10 معرفي كرد. اين موبايل از باتري ۴۵۰۰ ميلي‌آمپرساعتي بهره مي‌برد و از استاندارد شارژ ۲۵ واتي USB-PD همراهي مي‌كند. سامسونگ دو نسخه بعدي استاندارد شارژ سريع خود را Super Fast Charging 1.0 و 2.0 نام‌گذاري كرد.

گلكسي نوت 10 پلاس، موبايل‌هاي سري S20 و نوت 20 با استفاده از Super Fast Charging 2.0 با سرعت‌هاي بالاتري شارژ مي‌شوند. با وجود حداكثر توان خروجي ادعا شده براي هر كدام از استاندارد‌هاي شارژ سريع سامسونگ، اين استاندارد‌ها در عمل كمي محافظه‌كارانه‌تر عمل مي‌كنند. اكثر دستگاه‌هاي سامسونگ از اكسسوري‌هاي سازگار با فناوري Quick Charge نيز همراهي مي‌كنند.

سامسونگ مدت‌زمان شارژ كامل را با استفاده از فناوري Adaptive Fast Charging به‌صورت رسمي منتشر نكرده است؛ اما مطالعه‌ها نشان مي‌دهند كه گلكسي S8 با اين استاندارد و با باتري ۳۰۰۰ ميلي‌آمپرساعتي، تقريباً ۲ ساعت زمان نياز دارد تا به‌صورت كامل شارژ مي‌شود و گلكسي نوت 10 پلاس نيز با استاندارد Super Fast Charging تقريباً يك ساعت طول مي‌كشد.

شارژ سريع تطبيقي ​​سامسونگ حداكثر ۹ ولت و ۲ آمپر (۱۸ وات) ارا‌ئه مي‌كند؛ درحالي‌كه جديد‌ترين نسخه شارژ سريع اين شركت كره‌اي با ۱۰ ولت و ۴٫۵ آمپر،خروجي برابر با ۴۵ وات دارد. همان‌طوركه اشاره شد، هر دو استاندارد در عمل كمي محافظه‌كارانه‌تر هستند و دستيابي به بالاترين سرعت هر كدام نيز مستلزم خريد شارژري تأييد شده است؛ اما اكثر دستگاه‌هاي سامسونگ از لوازم جانبي سازگار با شارژ سريع يا منبع تغذيه‌اي با قابليت برنامه‌ريزي (PPS) همراهي مي‌كنند.

موتورولا در موبايل‌هاي خود از استاندارد شارژ سريع مخصوصي به نام TurboPower استفاده مي‌كند كه از برخي استانداردهاي شارژ سريع كندتر عمل مي‌كند. استاندارد TurboPower موتورولا درواقع نسخه بهينه‌سازي‌شده Quick Charge 3.0 است براي موبايل‌هاي موتورولا مانند Moto G Power سال ۲۰۲۱ ارائه شده است.

آداپتورهاي TurboPower در سه مدل ۱۵ واتي، ۲۵ واتي و ۳۰ واتي عرضه مي‌شود كه سريع‌ترين آن‌ها، ۵ ولت و حداكثر ۵٫۷ آمپر را براي تقريباً ۲۸٫۵ وات برق ارائه مي‌كند. استاندارد TurboPower تنها به شارژر‌هاي موتورولا خلاصه نمي‌شود، اين شركت اعلام كرده است كه با توليدكنندگان براي طراحي باتري‌هاي سفارشي نيز همكاري مي‌كند و علاوه بر آن نرم‌افزار مديريت انرژي آن، وضعيت و سلامت باتري را كنترل كرده و سپس ولتاژ ورودي را متناسب با آن تنظيم مي‌كند.

براي شارژ سريع موبايل‌هاي مجهز به TurboPower به آداپتور TurboPower نياز نداريد و اين استانداردبا هر آداپتور Quick Charge 3.0 (يا جديدتر) نيز سازگار است. طبق ادعاي موتورولا، استاندارد TurboPower 30 مي‌تواند با ۱۵ دقيقه شارژ، باتري را به اندازه مصرف ۱۵ ساعت شارژ كند و سخت‌افزار مديريت حرارتي TurboPower به گونه‌اي طراحي شده است كه از كند‌شدن شارژ به‌دليل گرما جلوگيري كرده و نرخ شارژي ثابت و سريع را حفظ كند؛ اين استاندارد با آداپتورهاي Quick Charge 2.0 و بالاتر نيز سازگار است.

وان‌پلاس استاندارد Warp Charge (در ابتدا Dash Charge ناميده مي‌شد) را كه بر مبناي استاندارد شارژ سريع VOOC اوپو بوده، از اين شركت خريداري كرده است. اين استاندارد تنها با موبايل‌ها، آداپتورها و شارژرهاي اوپو و وان‌پلاس سازگار بوده، با كابل‌هاي USB معمولي سازگار نيست و به كابل‌هاي ضخيم‌تري براي تأمين ولتاژ بالاتر نياز دارد.

بيشتر استاندارد‌هاي رايج شارژ سريع با افزايش ولتاژِ آداپتورهايشان سرعت شارژ را افزايش مي‌دهند؛ اما اوپو و وان‌پلاس عملكرد متفاوتي داشته و به‌جاي ولتاژ، جريان را افزايش مي‌دهند. دليل نياز به كابل‌هاي اختصاصي براي شارژ سريع اين دو برند نيز همين امر است.

استاندارد شارژ سريع Warp Charge به كمك ميكروكنترلري، سطح شارژ را كنترل مي‌كند و براي تنظيم ولتاژ و جريان، با مدارهاي موبايل همگام مي‌شود تا ولتاژ و جريان را تنظيم كند و نوسانات برق را به حداقل برساند. اوپو ادعا مي‌كند كه موبايل‌هاي مجهز به اين استاندارد مي‌توانند در عرض ۳۰ دقيقه تا ۷۵ درصد شارژ شوند.

Warp Charge به گونه‌اي طراحي شده است كه گرما را خيلي سريع دفع مي‌كند؛ اين استاندارد ولتاژ بالاي منبع تغذيه آداپتور را به ولتاژ پايين‌تري تبديل مي‌كند. درنتيجه بيشتر گرما هرگز به موبايل نمي‌رسد و جريان ثابت، پتانسيل انقباض حرارتي را كاهش مي‌دهد.

اوپو از شركت‌هاي پيشرو در فناوري شارژ سريع است و درحال‌حاضر ركورد سريع‌ترين سرعت شارژ را با آداپتور ۶۵ واتي خود دارد. اين شركت تنها سازنده بزرگي موبايل‌هاي هوشمند است كه از باتري‌هاي نيتريد گاليوم (GaN) در موبايل‌هاي خود براي استفاده مي‌كند و براي آن‌ها فناوري شارژ سريعي به نام Super VOOC را در چندين نسخه مختلف ارائه كرده است. سريع‌ترين آن SuperVooc 2.0 است كه از ۱۰ ولت و ۶٫۵ آمپر براي شارژ سريع ۶۵ وات استفاده مي‌كند.

علاوه‌براين اوپو به‌تازگي در كنگره جهاني موبايل، جديدترين استاندارد شارژ سريع Super VOOC خود را با توان ۱۵۰ واتي (۲۰ ولت و ۷٫۵ آمپر) رونمايي كرد كه به‌ادعاي اوپو مي‌تواند شارژ يك باتري ۴۵۰۰ ميلي‌آمپرساعتي را تنها در ۵ دقيقه به ۵۰ درصد برساند و در ۱۵ دقيقه آن را به‌طور كامل شارژ كند.

استاندارد شارژ سريع هواوي SuperCharge نام دارد كه با USB-PD سازگار است؛ اما از برخي استانداردها كند‌تر عمل مي‌كند. اين استاندارد اختصاصي هواوي در موبايل‌هايي مانند P40 Pro، P30 Pro، Mate 20 Pro و P10 تعبيه شده است و مانند اكثر استاندارد‌ها از ولتاژهاي بالاتري از حد متوسط ​​براي دستيابي به شارژ سري‌عتر استفاده مي‌كند.

SuperCharge به‌طور خودكار ولتاژ و جريان ورودي را براساس وضعيت باتري موبايل و دماي داخلي آن تنظيم مي‌كند. اين استاندارد از چيپست درون شارژر براي تنظيم ولتاژ استفاده مي‌كنند و درنتيجه موبايل جديد نمي‌شود. نسخه‌هاي قديمي‌تر استاندارد SuperCharge از سه حالت شارژ زير همراهي مي‌كنند:

• ۵ ولت و ۲ آمپر
• ۴٫۵ ولت و ۵ آمپر
• ۵ ولت و ۴٫۵ آمپر (تا ۲۲٫۵ وات)

آخرين نسخه استاندارد SuperCharge از ولتاژ ۱۱ ولت و جريان ۶ آمپر (۶۶ وات) براي شارژ سريع بهره مي‌برد كه مي‌تواند شارژ باتري ۴۳۰۰ ميلي‌آمپر ساعتي را در مدت ۱۷ دقيقه به ۶۰ درصد برساند و در عرض ۳۸ دقيقه آن را به‌طور كامل شارژ كند. طبق ادعاي هواوي، استاندارد SuperCharge مي‌تواند در آينده تا ۱۳۵ وات شارژ سريع ارائه كند.

توليدكنندگان هواوي استاندارد SuperCharge را به نوعي طراحي كرده‌اند كه جريان‌هاي بالا را به‌دقت كنترل كند. بخشي از اين طراحي بهره‌مندي از سيستم خنك‌كننده هشت قسمتي و پوششي است كه مي‌تواند دستگاه‌ها را ۵ درجه سانتي‌گراد خنك‌تر از ساير روش‌هاي شارژ معمول نگه دارد.

شارژ بي‌سيم روشي مدرن براي شارژ موبايل‌هاي هوشمند است كه از فرآيندي به نام القاي الكترومغناطيسي استفاده مي‌كند. درون شارژر بي‌سيم، يك سيم‌پيچ فرستنده‌اي از جنس مس و درون موبايل نيز سيم‌پيچي براي دريافت امواج قرار دارد. وقتي موبايل را روي شارژر بي‌سيم قرار مي‌دهيد، برق از شارژر به موبايل منتقل مي‌شود.موبايل‌ها براي استفاده از اين قابليت به باتري قابل شارژ سريع و روشي براي انتقال اطلاعات از دستگاه به شارژر نياز دارند. چالشي كه در شارژ سريع بي‌سيم مطرح مي‌شود، چگونگي انتقال مؤثر مقدار زيادي نيرو ازطريق هوا است.

Qi (چي تلفظ مي‌شود) رايج‌ترين استاندارد شارژ بي‌سيم موبايل است. اين استاندارد درست مانند USB-PD، نسخه‌هاي متعددي دارد و با پياده‌سازي شارژ بي‌سيم معكوس، امكان شارژ آهسته گجت‌هاي بي‌سيم ازطريق موبايل را نيز فراهم مي‌كند.

فناوري Qi در طول سال‌ها توسعه پيدا كرد و توان خروجي آن به ۱۰، ۱۵، ۳۰ و در نهايت ۶۵ وات رسيد. البته حداكثر تواني كه اين استاندارد براي شارژ موبايل‌ها ارائه مي‌دهد، ۱۵ وات و در برخي دستگا‌ها نيز ۷٫۵ و ۱۰ وات است. بنابراين، Qi هنوز هم از شارژ سيمي و مستقيم، فرايند شارژ كندتري ارائه مي‌دهد.

در استاندارد شارژ بي‌سيم Qi، مفهوم‌هاي نمايه قدرت پايه (BPP) و نمايه قدرت گسترده (EPP) دو قابليت اصلي اين فناوري هستند كه مشخصات ايمني و قابليت اطمينان آن را نشان مي‌دهند. واضح‌ترين تفاوت بين اين دو، حداكثر توان خروجي است كه ارائه مي‌دهند. همان‌طوركه از نام آن‌ها پيدا است، BPP كمترين سطح توان را تا ۵ وات و EPP توان خروجي حداكثري ۱۵ وات را براي شارژ سريع ارائه مي‌كند.

مزيت اصلي EPP در فناوري شارژ بي‌سيم سريع، توان خروجي بالاي آن است كه زمان شارژ را كوتاه مي‌كند. به همين دليل شارژرهاي بي‌سيم EPP اغلب به‌عنوان شارژرهايي با همراهي از شارژ سريع شناخته مي‌شوند.

اپل نيز در سال ۲۰۲۰ فناوري شارژ بي‌سيم اختصاصي خود را با عنوان مگ سيف (MagSafe) معرفي كرد كه توان خروجي آن ۱۵ وات بود و سرعتي كندتر از شارژ سيمي ۲۰ واتي استاندارد USB-PD براي آيفون ۱۲، داشت.

در اين ميان توليدكنندگان چيني مانند اوپو، وان پلاس و هواوي در توسعه استانداردهاي شارژ سريع بي‌سيم اختصاصي عملكرد بهتري داشتند. براي مثال اوپو استاندارد Super VOOC را با توان ۶۵ وات، وان‌پلاس WarpCharge را با حداقل توان ۵۰ وات و هواوي SuperCharge را با حداكثر توان ۵۰ واتي براي براي شارژ سريع بي‌سيم معرفي كردند. البته برخي توليدكنندگان توان شارژ بي‌سيم ۱۰۰ وات و فراتر از آن را هم تبليغ كرده‌اند اما هنوز خبري مبني بر استفاده از چنين سرعت‌هايي در محصولات تجاري منتشر نشده است.

در فناوري شارژ بي‌سيم، هرچه سيم‌پيچ‌هاي بيشتري براي انتقال جريان ازطريق هوا وجود داشته باشد، سرعت هم بيشتر مي‌شود. البته افزايش سيم‌پيچ‌ها، علاوه بر هزينه بالاي اجرا، گرماي زيادي ايجاد كرده و فضاي بيشتري نيز اشغال مي‌كند. با اينكه در عمل افزايش سرعت فناوري شارژ بي‌سيم كاملاً امكان‌پذير است اما موثرترين راه براي شارژ سريع موبايل‌ها يا ساير گجت‌ها شناخته نمي‌شود.

موبايل‌ها براي شارژ با فناوري شارژ بي‌سيم بايد توانايي دريافت ۷ وات توان را داشته باشند و نوع شارژر در اين فرايند اهميتي ندارد. اين توان خروجي توسط توليد كننده موبايل از قبل تعيين شده است:

• اپل: ۷٫۵ وات
• سوني: ۱۱ وات
• ال‌جي: ۱۰ وات
• گوگل: ۱۲ وات (براي موبايل‌هاي پيكسل ۵ و جديدتر)
• سامسونگ: ۹ وات (شارژرهاي بي‌سيم براي ارائه تواني بيشتر از ۵ وات در موبايل‌هاي سامسونگ نياز دارند تا گواهينامه‌‌اي با عنوان ‌Proprietary Power Delivery Extension يا PPDE را داشته باشند. در غير اين صورت، موبايل‌هاي سامسونگ تنها با قدرت پايه‌‌ي BPP شارژ دريافت مي‌كنند.

درست مانند آنچه درباره شارژ سريع سيمي گفته شد، حتي اگر موبايل و شارژر شما، هر دو از فناوري شارژ بي‌سيم سريع همراهي كنند، بازهم ممكن است با انتخاب لوازم جانبي اشتباه، سرعت بالايي هنگام شارژ بي‌سيم دريافت نكنيد. به اين معني كه كابل و آداپتور نيز بايد توان كافي براي دريافت شارژ سريع داشته باشند. براي مثال، اگر پد شارژ ۱۰ واتي داشته باشيد و آن را به آداپتوري با توان ۵ وات متصل كنيد، موبايل شما تنها با ۵ وات شارژ مي‌شود و از مزاياي شارژ سريع بهره‌اي نخواهيد برد.

در شارژ سريع بي‌سيم، پد شارژ قدرت بيشتري نسبت به شارژر بي‌سيم معمولي را در حين شارژ به موبايل منتقل مي‌كند. براي كاركرد شارژ بي‌سيم، درست مانند شارژ سريع سيمي، به آداپتور و كابل شارژ سريع، نياز داريد؛ اين فناوري زماني كه باتري تقريباً خالي است بسيار مؤثر از شارژ سريع سيمي عمل مي‌كند و با پر‌شدن باتري، سرعت شارژ كاهش مي‌يابد تا آسيبي به آن نرسد.

در شرايط عادي، شارژ سريع آسيب عمده‌اي به باتري موبايل وارد نمي‌كند، چراكه عامل تضعيف باتري، سرعت شارژ نيست.

درواقع آنچه به باتري آسيب مي‌رساند، گرماي ايجاد شده هنگام شارژ است. هنگامي كه باتري در حال شارژ‌شدن است، يون‌هاي ليتيوم با بار مثبت ازطريق محلول الكتروليت در سلول باتري از يك الكترود (به اسم كاتد) به الكترود ديگر (آند) منتقل مي‌شوند و بدين‌ترتيب الكترون‌ها در قسمت آند كه سمت منفي باتري است، متمركز مي‌شوند. زماني كه باتري در حالت ايده‌آل خود نيست و آن را شارژ مي‌‌كنيم، توان وارد شده ديگر نمي‌تواند با همان نرخ اوليه، الكترو‌دها را جابه‌جا كند و مقداري از اين توان به گرما تبديل مي‌شود، اين گرما مي‌تواند به باتري آسيب برساند.

امروزه شارژرهاي سريع براي كاهش گرماي ايجاد شده در موبايل از سه راهكار استفاده مي‌كنند:

• گرما را داخل آداپتور ايجاد كرده و از انتقال گرما به داخل موبايل و گرم‌شدن بيش‌ازحد باتري جلوگيري مي‌كنند. ايرادي كه اين راهكار دارد، بزرگ بودن آداپتور‌هاي شارژ سريع است.
• فرايند شارژ سريع را ازطريق شارژ موازي (Parallel Charging) به موبايل انتقال دهند. در اين روش، باتري به دو سلول هم‌اندازه تقسيم مي‌شود و توان ورودي به‌صورت مساوي بين آن دو تقسيم مي‌شود. يعني به‌جاي وارد‌كردن ۵۰ وات به يك باتري ۵۰۰۰ ميلي‌آمپرساعتي، دو ۲۵ وات را به باتري ۲۵۰۰ ميلي‌آمپرساعتي انتقال داده مي‌شود. ايراد اين راهكار، اشغال‌شدن فضاي بيشتر در داخل موبايل است.
• اضافه‌كردن سخت‌افزار و سيستم خنك‌كننده در داخل موبايل نيز يكي از راهكار‌هاي جلوگيري از گرم‌شدن باتري موبايل است. افزايش قطر موبايل‌ها را مي‌توان به‌عنوان ايراد اين راهكار دانست.

توجه كنيد كه باتري‌هاي موبايل‌هاي هوشمند، چه از آن‌ها استفاده كنيد، چه نكنيد، خود‌به‌خود با گذشت زمان، خراب مي‌شوند و چرخه‌هاي شارژ به‌هرحال، عمر باتري را كم مي‌كند. بنابراين هر تأثير منفي فرايند شارژ سريع روي باتري موبايل‌ها در مقياس بزرگتر قابل اغماض خواهد بود. با‌‌توجه‌‌‌به آنچه توليددكنندگان هر استاندارد شارژ سريع ادعا مي‌كنند، استاندارد شارژ سريع شيائومي بعد از ۸۰۰ بار شارژ، عمر باتري موبايل را ۲۰ درصد كاهش مي‌دهد. اين موضوع در مورد شارژ سريع اپل، ۵۰۰ بار و در مورد استاندارد شارژ سريع وان پلاس و اوپو، ۱۶۰۰ بار شارژ است.

فناوري به سرعت در حال پيشرفت است و استاندارد‌هاي شارژ سريع نيز به سرعت در حال فراگير‌شدن هستند؛ به‌طوري‌كه احتمالاً طي چند سال آينده به تدريج جايگزين شارژرهاي معمولي خواهند شد. موبايل‌ها به‌زويد مي‌توانند به لطف رشد عمده در مدارهاي مجتمع، كنترل‌كننده‌هاي شارژ، آداپتورها و كابل‌ها، به‌جاي چند ساعت در عرض چند دقيقه شارژ شوند.

از طرفي امروزه نياز به فناوري شارژ سريع، خيلي بيشتر از گذشته احساس مي‌شود؛ چراكه ظرفيت موبايل‌ها روز‌به‌روز در حال افزايش است و انتقال مقادير زياد انرژي به‌صورت بي‌سيم مي‌تواند بدون مديريت حرارتي مناسب خطرناك باشد. شارژ بي‌سيم هنوز به‌طور قابل‌توجهي كندتر از شارژ سريع سيمي است و شركت‌هاي فناوري هنوز در تلاش هستند تا براي مديريت گرما چاره‌اي بينديشند. در همين راستا، شركت‌هايي مانند وان پلاس شارژهاي بي‌سيم ۳۰ واتي را عرضه كرده‌اند كه براي فراهم‌كردن جريان هواي كافي به فن‌هاي بزرگ مجهز هستند.