فست شارژ چیست؟ | فناوری شارژ سریع باتری

زندگی بسیاری از ما با لوازم الکترونیکی و ابزارهای دیجیتال گره خورده است. این ارتباط تنگاتنگ، برای بعضی از مردم، معنا و اهمیت ویژه‌ای دارد. به طوری که افراد زیادی احتیاج دارند تا اکثر ساعات شبانه‌روز را مشغول کار با دستگاه‌هایی مانند موبایل، تبلت، لپ‌تاپ و... باشند. برخی اشخاص از روش‌های آنلاین مانند انجام بازی‌های ویدیویی، کسب درآمد نیز دارند؛ پس اهمیت تداوم کار با دستگاه، برای آنان دوچندان می‌گردد. همچنین برای همه پیش می‌آید که قصد رفتن به مکانی را داشته باشیم و در لحظات آخر، متوجه شارژ رو به پایان دستگاه خود شویم.

در این موارد است که لزوم وجود فناوری نوین و کارآمدی به نام شارژ سریع گوشی ، بیشتر خودنمایی می‌کند. با وجود این تکنولوژی مدرن، قادر خواهید بود تا باتری دستگاه خود را در کمترین زمان ممکن، شارژ کنید و با حداقل میزان معطلی، به فعالیت‌های خود ادامه دهید. برخی از برندها این قابلیت را برای تولیدات خود در نظر می‌گیرند تا رضایت آنان را هرچه بیشتر جلب نمایند. در ادامه به بررسی همه چیز در مورد فست شارژ اعم از بررسی نحوه عملکرد، کاربردها و امکانات مورد نیاز برای دسترسی به فناوری شارژ سریع خواهیم پرداخت.

سرفصل‌های مقاله
• فناوری شارژ سریع چیست؟
• نحوه پیدایش پدیده شارژ سریع
• نحوه عملکرد فناوری شارژ سریع
• لوازم مورد نیاز برای فست شارژ
• استانداردهای شارژ سریع سیمی
• فست شارژ بی‌سیم و استانداردهای آن
• آیا شارژ سریع، به باتری دستگاه آسیب می‌رساند؟
• آینده تکنولوژی شارژ سریع

شارژ سریع چیست؟

شارژ سریع یا همان فست شارژ (Fast Charge)، اصطلاح رایجی است که اغلب برای بازاریابی شارژرها و یا دستگاه‌هایی که با سرعت بیش از معمول شارژ می‌شوند، استفاده می‌شود. در واقع این نام به نوعی فناوری اطلاق می‌شود که با افزایش مقدار نیروی ارسالی از شارژر به باتری، مدت زمان مورد نیاز برای شارژ کامل دستگاه را کاهش می‌دهد. یک پورت USB معمولی با توانی معادل 2.5 وات، انرژی الکتریکی را به دستگاه منتقل می‌کند.

در مقابل، برخی شارژرهای سریع وجود دارند که می‌توانند حتی تا 100 وات نیز خروجی داشته باشند. البته این‌طور نیست که تمام گوشی‌ها قابلیت پشتیبانی از تکنولوژی فست شارژ را داشته باشند. اگر یک دستگاه بستر مناسبی برای آن باشد، نیاز به کابل و شارژری مطابق با استانداردهای این فناوری خواهد داشت.

به این نکته توجه کنید که استفاده از لوازم ناسازگار با گوشی به منظور بهره‌گیری از شارژ سریع باتری، نتیجه مورد نظر را ارائه نخواهد کرد. در بازار امروز کوالکام، تکنولوژی غالب است که در اکثر گوشی‌های هوشمند به کار می‌رود. اما استانداردهای دیگری همچون PD (Power Delivery) نیز موجود هستند که علاوه بر بعضی محدودیت‌ها، با برخی از دستگاه‌ها ناسازگاری هم دارند.

پیشنهاد مطالعه: دلیل شارژ نشدن تبلت را بدانیم

نحوه پیدایش پدیده شارژ سریع

امروزه اکثر گوشی‌های پرچمدار موجود در بازار، با فناوری‌های متفاوتی به قابلیت شارژ سریع باتری مجهز می‌باشند. شرکت‌های تولیدکننده این محصولات، این موضوع را در مشخصات آن‌ها درج می‌کنند. از طرفی با تغییر سبک زندگی متاثر از پیشرفت تکنولوژی، استفاده مردم از این دستگاه‌ها بسیار افزایش یافته است. بنابراین بسیاری از مردم ناچارند تا گوشی‌های خود را بیش از یک بار در روز شارژ نمایند.

از طرف دیگر، ابعاد موبایل‌ها هر سال بزرگ‌تر می‌شود و به همین دلیل، آن‌ها برای جبران برق مصرفی بیشتر، به باتری‌های بزرگ‌تری نیاز دارند. همین موضوع باعث می‌شود تا زمان شارژ کامل تلفن، افزایش پیدا کند. در زندگی امروزی، زمان اهمیت بسیار زیادی دارد و تقریبا تمام مردم از این موضوع استقبال می‌کنند که دستگاهشان به جای چند ساعت، در عرض چند دقیقه شارژ شود. تکنولوژی فست شارژ در واقع پاسخی کارآمد برای رفع این دغدغه‌ها و صرفه‌جویی در زمان می‌باشد.

نحوه عملکرد فناوری شارژ سریع

برای توضیح این مطلب، ابتدا باید مفاهیم اولیه در فرایند شارژ شدن لوازم الکترونیکی را بدانیم. آمپر یا جریان، مقدار جریان الکتریکی می‌باشد که از طریق باتری، وارد دستگاه می‌شود. ولتاژ نیز نیرویی است که باعث به جلو راندن این جریان می‌گردد. از حاصل ضرب ولتاژ در آمپر، وات به دست می‌آید. پس طبیعتا هرچه آمپر و ولتاژ بالاتر باشد، وات نیز بالاتر خواهد بود و هرچه وات افزایش یابد، شارژ دستگاه سریع‌تر انجام می‌گیرد. فرایند شارژ شدن را می‌توان به سه مرحله تقسیم نمود. در یک مرحله جریان ثابت است و ولتاژ بالا می‌رود. در مرحله بعد، ولتاژ به اوج خود می‌رسد و ثابت می‌شود و جریان شروع به کاهش یافتن می‌کند.

در مرحله آخر نیز بعد از پر شدن باتری گوشی، روند شارژ گوشی متوقف می‌شود یا به صورت قطره‌چکانی انجام می‌گیرد. شارژ سریع در ابتدایی‌ترین و ساده‌ترین روش خود با افزایش توان، موبایل را در مدت زمان کمتری شارژ می‌نماید. انواع شارژر مخصوص گوشی از 15 وات تا 120 وات هستند و توانی بیش از این، در آن‌ها کاربرد ندارد و برای شارژ سریع لپ‌تاپ به کار برده می‌شود.

کار بدین صورت است که 50 تا 80 درصد باتری در عرض نیم ساعت پر می‌شود. باتری گوشی‌های سازگار با این قابلیت از جنس لیتیوم یون با امکان شارژ مجدد هستند و اگر دقت کنیم، می‌بینیم که با گذشت زمان و رد شدن از 50 درصد، سرعت شارژ شدن به تدریج کندتر می‌شود. البته ولتاژ بالا باعث ایجاد گرما می‌شود که آسیب به باتری را به دنبال دارد. اما ولتاژ در مرحله نخست، پایین است و این فناوری، طوری طراحی شده است که قبل از رسیدن به حداکثر نیرو، تا جای ممکن از فرصت استفاده کند و جریان را به باتری پمپ کند. پس می‌توانیم نتیجه بگیریم که موثرترین و کارآمدترین بخش این تکنولوژی، در مرحله اول چرخه آن است. کمپانی‌های تولیدکننده گوشی نیز این موضوع را در تبلیغات خود ذکر می‌کنند.

پیشنهاد مطالعه: افزایش طول عمر باتری گوشی

لوازم مورد نیاز برای فست شارژ

• شارژر: برای این منظور به نوعی از شارژر احتیاج داریم که از استانداردهای شارژ سریع گوشی را پشتیبانی کند. این لوازم می‌توانند از 15 تا 120 وات باشند. توان خروجی معمولا روی بدنه آداپتور درج شده است.
• کابل: نوع کابل شارژ و کانکتور استفاده شده در این فرایند، بر سرعت پر شدن باتری تاثیرگذار است. مثلا کابل USB 3.0 قادر است 4.5 وات برق ارائه دهد در حالی که USB-C با استاندارد 3.1 می‌تواند حداکثر 100 وات انرژی الکتریکی را منتقل نماید.
• گوشی سازگار با فست شارژ: اگر موبایل شما از این فناوری پشتیبانی نکند، حتی در صورت داشتن شارژر مخصوص نیز نمی‌توانید این قابلیت را روی آن پیاده کنید. برای اطلاع از حداکثر سرعت شارژی که هر گوشی می‌تواند پشتیبانی نماید، کافی است مشخصات باتری و شارژ آن را در قسمت تنظیمات مطالعه کنید.

استانداردهای شارژ سریع سیمی

تولیدکنندگان تلفن‌های همراه، استانداردهای مختلفی برای توسعه فناوری مذکور ارائه می‌دهند. میزان توان، طول فرایند، زمان شارژ و خروجی هر یک از آن‌ها با دیگری متفاوت است. در این قسمت به معرفی چند تا از این استانداردها می‌پردازیم:

• USB-PD (USB Power Delivery): یکی از استانداردهای مطرح است که تا مرز 100 وات خروجی ارائه می‌کند و تمام تولیدکنندگان دستگاه‌های مجهز به پورت USB-C قادر به استفاده از آن هستند. جهت جریان در آن ثابت نیست و به شیوه‌های مختلفی به کار گرفته می‌شود. از این استاندارد در محصولات قابل شارژ اپل، گوگل و... استفاده می‌شود.
• Qualcomm: اولین استانداردی که به طور گسترده در فست شارژ گوشی‌های اندرویدی استفاده شد، Qualcomm QC بود. جدیدترین نوع آن Quick Charge 5 نام دارد که باتری موبایل را در عرض 5 دقیقه به 50 درصد و در عرض 15 دقیقه به 100 درصد می‌رساند. از کوالکام بیشتر در تلفن‌های سری گلکسی استفاده شده است.
• Hypercharge: این استاندارد که مختص برند شیائومی است، می‌تواند یک باتری 4000 میلی آمپر ساعتی را در عرض 8 دقیقه با استفاده از 200 وات شارژ سریع سیمی و 120 وات شارژ سریع بی‌سیم، به طور کامل پر کند. شیائومی با معرفی این نوع از تکنولوژی، انقلاب عظیمی در این زمینه ایجاد نمود.
• استاندارد سامسونگ: سامسونگ اولین نسخه از این استاندارد را با نام شارژ سریع تطبیقی، در نسخه 5G  گلکسی S10 معرفی نمود. این موبایل از باتری 4500 میلی آمپر ساعتی برخوردار است و از شارژ 25 واتی USB-PD پشتیبانی می‌کند. گوشی‌های سری S20 با داشتن فناوری Super Fast Charging 2.0 با سرعت بالاتری شارژ می‌شوند. اکثر دستگاه‌های برند سامسونگ از اکسسوری‌های سازگار با فناوری Quick Charge نیز پشتیبانی می‌نمایند.
• TurboPower: برند موتورلا در تولیدات خود از این استاندارد بهره می‌برد. البته این مورد، کمی کندتر عمل می‌کند اما در واقع، نسخه بهینه Quick Charge 3.0 است که در سال 2021 برای گوشی‌های موتورلا ارائه شده است.
• استاندارد وان پلاس و اوپو: وان پلاس استانداردی با نام Wrap Charge که بر مبنای VOOC اوپو بوده است را از این شرکت خریداری کرد. این استاندارد تنها با محصولات اوپو و وان پلاس سازگار است. تفاوت آن با دیگر موارد در افزایش جریان به جای ولتاژ است که همین امر موجب نیاز به کابل‌های اختصاصی می‌شود. اوپو ادعا می‌کند که محصولات مجهز به این فناوری، می‌توانند در عرض 30 دقیقه تا 75 درصد شارژ شوند.
• SuperCharge: این استاندارد مختص شرکت هواوی است که با USB-PD سازگار بوده اما از برخی موارد دیگر کندتر عمل می‌کند. این فناوری به طور خودکار ولتاژ و جریان ورودی را بر اساس وضعیت داخلی باتری و دمای گوشی تنظیم می‌کند. آخرین نسخه آن از توان 66 وات برای شارژ سریع بهره می‌گیرد.

پیشنهاد مطالعه: خالی شدن سریع باتری گوشی

فست شارژ بی‌سیم و استانداردهای آن

شارژ بی‌سیم از مدرن‌ترین روش‌ها برای شارژ گوشی‌های هوشمند است که از فرایند القای الکترومغناطیسی استفاده می‌کند. درون یک شارژر بی‌سیم، یک سیم‌پیچ فرستنده از جنس مس وجود دارد. درون گوشی نیز سیم‌پیچی برای دریافت امواج تعبیه شده است. موبایل‌ها برای بهره‌گیری از این قابلیت، به باتری قابل شارژ سریع و راهی برای انتقال اطلاعات از دستگاه به شارژر احتیاج دارند. برخی از استانداردهای این فناوری عبارتند از:

1. Qi: رایج‌ترین استاندارد شارژ بی‌سیم است که نسخه‌های متعددی دارد و با پیاده کردن شارژ بی‌سیم معکوس، امکان شارژ آهنسته گجت‌های بی‌سیم از طریق موبایل را هم فراهم می‌کند. نهایت توان آن تا 65 وات است شامل دو نوع EPP و BPP می‌شود.
2. MagSafe: نام فناوری اختصاصی بی‌سیم اپل است که توان خروجی آن 15 وات بوده و برای اولین بار همراه با آیفون 12، عرضه شد.
3. استانداردهای اوپو، وان پلاس و هواوی: تولیدکنندگان چینی در این عرصه بسیار بهتر ظاهر شدند. مثلا اوپو استاندارد Super VOOC را با حداقل توان 65 وات عرضه کرد. وان پلاس WrapCharge را با حداقل توان 50 وات و هواوی، SuperCharge را با حداکثر توان 50 وات ارائه داد. برخی شرکت‌های دیگر این عدد را تا 100 وات نیز رسانده‌اند اما هنوز خبری از عمومی شدن آن‌ها نیست.

آیا شارژ سریع، به باتری دستگاه آسیب می‌رساند؟

در شرایط نرمال، این فناوری هیچ آسیبی به باتری وارد نمی‌کند و شارژ درست باتری، روند طبیعی خود را طی می‌کند. چرا که عامل تخریب باتری، سرعت شارژ شدن نیست. در واقع آن‌چه باعث این امر می‌شود، گرمای ایجاد شده هنگام شارژ است. هنگاهی که باتری در وضع ایده‌آل خود نیست و در حال پر شدن است، جابه‌جایی الکترودها به درستی صورت نمی‌گیرد و گرمایی ایجاد می‌شود که عامل آسیب است. امروزه شارژرهای سریع برای کاهش این گرما، از سه راهکار بهره می‌گیرند:

• گرما را از داخل آداپتور ایجاد می‌کنند و بدین وسیله، از انتقال آن به گوشی جلوگیری به عمل می‌آورند. تنها ایراد آن، سایز بزرگ آداپتورهاست.
• فرایند را از طریق شارژ موازی به گوشی منتقل می‌کنند. یعنی باتری به دو سلول مساوی تقسیم شده و توان ورودی بین آن‌ها قسمت می‌شود. اشکال این روش، اشغال شدن فضای بیشتر در گوشی است.
• سخت‌افزار و سیستم خنک‌کننده در داخل گوشی ایجاد می‌کنند که از گرم شدن اجزای داخلی آن پیشگیری نماید. ایراد این راهکار را می‌توان افزایش قطر موبایل‌ها برشمرد.

آینده تکنولوژی شارژ سریع

این تکنولوژی پرطرفدار، به سرعت در حال پیشرفت و فراگیری است. به طوری که پیش‌بینی می‌شود در چند سال آینده، شارژرهای معمولی به کلی کنار زده شوند. نیاز به شارژ سریع هم بسیار بیش از گذشته احساس می‌شود. ظرفیت گوشی‌ها در حال افزایش است و انتقال مقدار زیاد انرژی به صورت بی‌سیم بدون مدیریت حرارتی مناسب، می‌تواند خطرآفرین باشد. شارژ بی‌سیم هنوز به مقدار زیادی کندتر از نوع سیمی است و شرکت‌های تولیدکننده در تلاش هستند تا چاره‌ای برای مدیریت گرمای آن بیابند. در همین راستا، کمپانی‌هایی مثل وان پلاس، شارژ بی‌سیم 30 وات را عرضه نموده که برای فراهم آوردن جریان هوای کافی به فن‌های بزرگ، مجهز است. آینده شارژ سریع جوابگویی، امکانات، فراگیری، سرعت و قدرت بیشتر را نوید می‌دهد.

سخن پایانی

هرچه زمان می‌گذرد، ارتباط تنگاتنگ ما با تکنولوژی افزایش می‌یابد. افراد، استفاده‌های مختلفی از ابزارهایی مانند گوشی هوشمند دارند. برخی از آن‌ها، احتیاج به استفاده مداوم از دستگاهشان دارند و حتی صرف زمان برای شارژ شدن آن نیز برای آن‌ها ناخوشایند است. جدای از آن، به علت موقعیت‌های اضطراری و صرفه‌جویی در زمان، همه ما مایلیم وقت کمتری را برای این امر بگذاریم. فناوری شارژ سریع در این مواقع به کمک ما می‌آید. این تکنولوژی کارآمد و پرطرفدار، دو نوع سیمی و بی‌سیم دارد و استانداردهای متنوعی را شامل می‌شود. هر شرکت، از فناوری مختص خود برای فست شارژ استفاده می‌کند.

به منظور بهره‌گیری از این قابلیت، به شارژر مخصوص، کابل مناسب و موبایلی که از فست شارژ پشتیبانی کند، احتیاج داریم. گرم شدن باتری موبایل، معضل بزرگ این نوآوری است که کمپانی‌های تولیدکننده، راهکارهایی برای آن اندیشیده‌اند. با توجه به نیاز روزافزون و پیشرفت این فناوری، در آینده نزدیک بایستی انتظار بهبود سرعت شارژ بی‌سیم و جایگزینی شارژ سریع به جای نوع معمولی آن را داشته باشیم.

سوالات متداول

1) شارژ سریع چند نوع دارد؟ فست شارژ دو نوع بی‌سیم و سیمی دارد که نوع سیمی آن در حال حاضر، بسیار سریع‌تر عمل می‌کند.

2) آیا شارژ سریع به باتری دستگاه آسیب می‌زند؟ خود فرایند آسیب‌زا نیست اما گرمای ایجاد شده از آن می‌تواند عامل تخریب باتری شود. لذا برخی از شرکت‌ها، راهکارهایی مانند ایجاد گرما از داخل آداپتور، شارژ موازی و سیستم خنک‌کننده را ارائه داده‌اند.