سرعت شارژ دستگاه‌های الکترونیکی یکی از دغدغه‌های مهم کاربران و سازندگان به شمار می‌رود. فناوری فست شارژ یا شارژ سریع، پاسخی هوشمندانه به این نیاز است که نه تنها زمان انتظار را کاهش می‌دهد، بلکه کارایی باتری و دستگاه را نیز بهینه میکند. با پیشرفت این تکنولوژی، شارژ دستگاه‌ها به مرحله‌ای رسیده که در عرض چند دقیقه می‌توان حجم قابل‌توجهی از انرژی را به باتری منتقل کرد.
در این مقاله از مجموعه فنی حرفهای دکتربرد، به بررسی عملکرد، مزایا و تأثیر فست شارژ بر دنیای الکترونیک خواهیم پرداخت و خواهیم دید چگونه این نوآوری، تجربه کاربری را متحول کرده است.
فست شارژ یا شارژ سریع چیست؟
فست شارژ یعنی اینکه بتوانید گوشی یا دستگاه الکترونیکی‌تان را در زمان کوتاه‌تری نسبت به شارژ معمولی شارژ کنید. فرض کنید وقتی عجله دارید و می‌خواهید گوشی‌تان سریع‌تر آماده استفاده شود، فست شارژ دقیقاً به همین کمک میکند. این فناوری با افزایش سرعت انتقال انرژی به باتری، مدت زمان شارژ شدن را کم میکند.
شارژرهای معمولی مثل شارژری که ۵ ولت و ۰.۵ آمپر برق می‌دهند، انرژی محدودی به باتری می‌رسانند و برای پر شدن باتری زمان زیادی لازم است. اما فست شارژ با افزایش ولتاژ و جریان برق، سرعت پر شدن باتری را چند برابر میکند. به‌عنوان مثال، بعضی شارژرهای جدید میتوانند با توان ۱۵ تا ۴۰ وات، گوشی را در کمتر از نیم ساعت تا نیمی از ظرفیت شارژ کنند.
البته برای استفاده از فست شارژ، گوشی یا دستگاه شما باید از این قابلیت پشتیبانی کند؛ خوشبختانه اکثر گوشی‌های جدید این امکان را دارند. مهم‌تر از همه، فست شارژ برای این نیست که باتری را کامل پر کند، بلکه هدفش این است که در مدت کوتاهی شارژ قابل‌توجهی در باتری ایجاد کند تا سریع‌تر بتوانید از دستگاه استفاده کنید.
این فناوری مختص موبایل نیست، بلکه در تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها، ساعت‌های هوشمند، هدفون‌های بی‌سیم و حتی بعضی لوازم جانبی مثل ماوس و کیبوردهای بی‌سیم هم استفاده میشود و روز‌به‌روز بیشتر در زندگی ما جا باز میکند.
فست شارژ (Quick Charge) چگونه کار می کند؟
این قابلیت با دو هدف اصلی افزایش جریان برق یا افزایش ولتاژ ورودی به باتری طراحی شده است.
در ابتدا، این فناوری با افزایش جریان کار می‌کرد، اما این کار باعث گرم شدن زیاد کابل‌ها و دستگاه همچنین باعث افت ولتاژ در سیم‌ها شده که عملکرد شارژ را مختل می‌کرد.
برای حل این مشکل، در نسل‌های بعدی Quick Charge، به جای افزایش جریان، ولتاژ شارژ افزایش پیدا کرد. بالا بردن ولتاژ باعث میشود انرژی بیشتری به باتری برسد بدون اینکه گرمای اضافی تولید شود یا مقاومت کابل‌ها مشکل‌ساز شود. به همین دلیل، شارژرهای سریع امروزی قادرند ولتاژهای مختلفی مثل ۵، ۹، ۱۲ و حتی تا ۲۰ ولت را بسته به نیاز دستگاه تنظیم کنند و به صورت هوشمند ولتاژ مناسب را انتخاب نمایند.
یک نکته مهم در فست شارژ، کنترل دمای باتری است. وقتی باتری شارژ میشود، گرما تولید میکند و اگر این گرما بیش از حد شود، ممکن است به باتری آسیب برسد یا خطرناک باشد. بنابراین، فست شارژرها دمای باتری را دائما پایش می‌کنند و در صورت نیاز، میزان توان ورودی را کاهش می‌دهند تا باتری سالم بماند.
تفاوت فست شارژ با شارژ معمولی چیست؟
فست شارژ (شارژ سریع) و شارژ معمولی در اصل دو روش متفاوت برای انتقال انرژی به باتری گوشی هستند که تفاوت اصلی‌شان در سرعت شارژ و نحوه مدیریت جریان و ولتاژ ورودی است.
شارژ معمولی با استفاده از ولتاژ ثابت 5 ولت و جریان نسبتاً پایین (معمولاً بین 1 تا 2 آمپر) باتری را شارژ میکند. این روش ساده و ایمن است اما زمان شارژ کامل گوشی طولانی‌تر است.
در مقابل، فناوری Fast Charge با افزایش جریان و گاهی ولتاژ ورودی، فرآیند شارژ را سرعت می‌بخشد. این سیستم‌ها به جای حفظ جریان و ولتاژ ثابت، مقدار آن‌ها را به صورت هوشمند و پویا تنظیم می‌کنند تا باتری در کمترین زمان ممکن بیشترین شارژ را دریافت کند. برای مثال، ممکن است ولتاژ شارژ به بیش از 5 ولت و جریان به بیش از 2 آمپر برسد.
همچنین، فست شارژ معمولاً از پروتکل‌های خاصی استفاده میکند تا باتری و مدارهای داخلی گوشی را از آسیب ناشی از افزایش جریان یا حرارت محافظت کند.
آیا گجت قادر به کنترل ولتاژ فست شارژر است؟
کابل USB معمولاً چهار سیم دارد که دو سیم +D) و (-D برای انتقال اطلاعات بین گوشی و شارژر استفاده می‌شوند. وقتی گوشی به شارژر وصل میشود، شارژر ابتدا این دو سیم را به هم وصل میکند تا به گوشی بفهماند که این یک شارژر سریع است.
حالا گوشی با بررسی و تغییر سیگنال‌هایی که روی این دو سیم می‌فرستد، به شارژر می‌گوید چقدر ولتاژ لازم دارد.
برای مثال، در تکنولوژی Quick Charge 3.0، گوشی میتواند بین ولتاژهای مختلفی مثل ۵، ۹، ۱۲ و حتی ۲۰ ولت انتخاب کند و شارژر همان ولتاژ را به باتری می‌فرستد. این یعنی گوشی خودش تصمیم می‌گیرد چه مقدار انرژی برای شارژ بهتر نیاز دارد و شارژر مطابق با آن عمل میکند.
پس گجت شما نقش مهمی در تعیین ولتاژ شارژ سریع دارد و به این شکل پر شدن باتری سریع‌تر و ایمن‌تر انجام میشود.
مزایا و معایب فناوری Quick Charge
مزایا:
- کاهش چشمگیر زمان شارژ
- مناسب برای استفاده در مواقع اضطراری
- افزایش راحتی و کارایی کاربران
معایب:
- افزایش گرمای باتری و احتمال کاهش عمر آن
- نیاز به کابل و شارژر مخصوص
- بعضی گوشی‌ها ممکن است از همه سرعت‌ها پشتیبانی نکنند
آموزش طراحی مدار شارژر سریع با قطعات در دسترس
در این پروژه یاد می‌گیریم چطور با استفاده از دو قطعه‌ی ساده و ارزان، یک شارژر سریع برای گوشی بسازیم. قطعه‌ی اول، آی‌سی LM2596 است که وظیفه تولید ولتاژ موردنیاز را بر عهده دارد و تا ۳ آمپر جریان را تأمین میکند. قطعه‌ی دوم، CHY103 است که ولتاژ شارژ را با توجه به نیاز گوشی کنترل میکند تا شارژ سریع انجام شود. این آی‌سی از تکنولوژی Quick Charge 3.0 پشتیبانی میکند و مصرف برق خیلی کمی دارد.
برای اینکه این دو قطعه به‌خوبی با هم کار کنند، باید چند مقاومت به‌صورت دقیق تنظیم شوند. مدار نهایی با گوشی‌هایی مثل HTC، سامسونگ و LG تست شده و عملکرد موفقی داشته است. همچنین فایل‌های نقشه مدار و برد (PCB) با نرم‌افزار Altium Designer طراحی شده‌اند و به صورت رایگان در اختیار علاقه‌مندان قرار گرفته‌اند.
اگر به دنیای الکترونیک علاقه دارید و دوست دارید از ساخت پروژه‌های ساده به مهارت در عیب‌یابی و شناخت مدارهای واقعی برسید، پیشنهاد می‌کنیم در دوره آموزش تعمیرات برد الکترونیکی شرکت کنید.
دیدگاه نهایی
فناوری فست شارژ با ارائه راهکاری هوشمند برای افزایش سرعت شارژ دستگاه‌ها، نه‌تنها زندگی روزمره را ساده‌تر کرده بلکه تجربه کاربری بهتری را رقم زده است. آشنایی با اصول این فناوری و نحوه عملکرد آن، میتواند شما را در درک بهتر دنیای موبایل و تجهیزات الکترونیکی یاری کند.
برای کسانی که می‌خواهند وارد دنیای حرفهای تعمیر موبایل شوند و با جدیدترین روش‌ها و تکنیک‌ها به مهارت برسند، دوره تخصصی آموزش تعمیر موبایل فرصتی بی‌نظیر است.
در مجموعه دکتر برد با آموزشهای کاربردی زیر نظر اساتید خبره و باتجربه، در مسیر تبدیل شدن به یک تعمیرکار حرفهای همراه شما خواهیم بود.
برای کسب اطلاعات بیشتر و رفع سوالات خود، تیم پشتیبان مجموعه همیشه آماده پاسخگویی به شما است.
