تکنولوژی شارژر گوشی های همراه

تکامل شارژرهای تلفن:

شارژر گوشی یکی از لوازم اصلی گوشی‌های مدرن و قدیمی بوده‌اند. همانند بسیاری از فناوری‌ها، نیاز به تکامل آن اجتناب‌ ناپذیر است. ماشارژرهایی را دیده‌ایم که از سیمی به بی‌سیم می‌روند و توسعه‌دهندگان به ساخت پد شارژ هم رسیده‌اند.

شارژر بی سیم:

شارژر بی سیم از اواخر قرن نوزدهم، نیکولا تسلا، پیشگام برق، نشان داد که شارژ بی سیم امکان پذیر است. با این حال، این یک فناوری است که تا همین اواخر کاربرد عملی زیادی نداشت. یکی از بزرگترین بازیگران صنعت گوشی های هوشمند، اپل، به تازگی شارژر MagSafe را راه اندازی کرده است که با سایر دستگاه هایی که از شارژ Qi استفاده می کنند سازگار است.

مزیت فوری شارژ بی سیم این است که مستعد سایش نیست. برخلاف شارژرهای معمولی، نیاز به وصل و جدا کردن کابل وجود ندارد – این به تنهایی دوام مواد آن را بهبود می بخشد.   بدون در نظر گرفتن قابلیت حمل، وزن و بصری بودن، شارژرهای بی سیم ممکن است آینده الکترونیک باشند. چه کسی می‌داند، ممکن است روزی بتوانیم دستگاه‌های خود را بدون هیچ کابلی روی میز بگذاریم و برای استفاده روزانه ما به‌طور مؤثری روشن شود. به دنبال شارژر تلفن برای جایگزینی شارژر فعلی خود هستید؟

شارژر باتری نیکل کادمیوم اگرچه اولین باتری نیکل کادمیوم (نیکل کادمیوم) در سال ۱۸۹۹ ساخته شد، اما تنها در دهه های ۸۰ و ۹۰، زمانی که موتورولا ستاره صنعت خود بود، مورد استفاده قرار گرفت.در آن زمان، تلفن ها برای شارژ در یک پایه شارژ قرار می گرفتند. گوشی کلاسیک موتورولا DynaTAC که به عنوان تلفن موزی نیز شناخته می شود، تقریباً ۱۰ ساعت طول کشید تا کاملاً شارژ شود! این یک سر و صدا است زیرا باید نصف روز صبر کرد تا باتری کاملاً شارژ شود، اما باتری گوشی فقط چندساعت یا بیشتر دوام می آوردعلاوه بر این، هرچه بیشتر گوشی خود را شارژ کنید، عمر باتری آن کمتر می‌شود، زیرا باتری‌های Ni-Cd در طول زمان «اثر حافظه» را ایجاد می‌کنند. همراه با سمیت کادمیوم به کار رفته در آن، باتری های Ni-Cd به آرامی از لوازم الکترونیکی مصرفی حذف شدند.

شارژرهای دیواری کلاسیک

بیایید کمی بیشتر به آینده بعد از باتری‌های Ni-Cd پیش برویم – باتری Li-on بسیار بهتر. برای تکمیل باتری ها، شارژرهای دیواری ساخته شدند. اینها مستقیماً به پریزهای دیواری وصل شده بودند، با باتری متصل به پایه شارژ، یا به خود دستگاه متصل می شدند. این شارژرهای کابلی معمولاً در خانه یافت می شدند و به طور قابل توجهی بهتر از مدل های قبلی خود بودند.   یکی از پیشرفت های مهم سرعت شارژ آن است. به جای اینکه نیم روز منتظر بمانید، شارژرهای دیواری اکنون می توانند یک باتری -بسته به طول عمر آن- را تنها در چند ساعت به طور کامل شارژ کنند.گوشی‌های برجسته در این دوره مانند نوکیا و سونی اریکسون هستند، اما باتری‌های لیتیومی هنوز هم امروزه در بازار هستند و برای دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شوند.

گوشی های موبایل امروزی از باتری های خاصی بهره می‌برند که جنس آن ها لیتیوم یونی است و قابلیت شارژ مجدد دارند. یعنی شما می‌توانید باتری گوشی خود را با اتصال به برق شارژ کرده و سپس تا مدت زمان مشخصی از گوشی بدون نیاز به اتصال مستقیم برق استفاده کنید تا شارژ باتری آن خالی شود. سپس باید دوباره گوشی را به شارژ بزنید و همین پروسه را تکرار کنید. اما در این بین سوالات زیادی در مورد شارژ گوشی های موبایل وجود دارد که شاید برخی از این سوالات در ذهن شما هم ایجاد شده باشند.

سوالات متداول:

منظور از ظرفیت باتری که با عنوان میلی آمپر مشخص می‌شود چیست؟

چرا برخی شارژرها سرعت شارژ کمی دارند؟

قابلیت شارژ سریع چیست؟

چرا باتری های لیتیوم یونی در گوشی های موبایل استفاده می‌شوند؟

منظور از ظرفیت باتری و عددی که با عنوان میلی آمپر ساعت نشان داده می‌شود چیست؟

انواع سوکت شارژ گوشی های موبایل کدامند و چرا با هم تفاوت ظاهری دارند؟

منظور از شدت جریان خروجی شارژر چیست؟

قابلیت شارژ سریع چیست؟

در ادامه این مقاله می‌خواهیم به صورت جامع در رابطه با شارژر گوشی های موبایل و عوامل مرتبط با آن صحبت کنیم، بنابراین پیشنهاد می‌کنیم با پاور آی سی همراه باشید.

در ابتدا، فناوری USB می‌توانست جریان حداکثر ۵۰۰ میلی‌آمپر را با اختلاف پتانسیل الکتریکی ۵ ولت به گوشی برساند که برای گوشی‌های اولیه کفایت می‌کرد. اما با سریع‌تر شدن تراشه‌ها و بزرگ‌تر شدن نمایشگرها، اندازه‌ی باتری‌ها هم افزایش پیدا کرد. در این مطلب می‌خواهیم به‌صورت مختصر و مفید به تکنولوژی‌های شارژ سریع نگاهی بیندازیم که تعداد آن‌ها همچنان رو به افزایش است. برای کوتاه نگه‌داشتن مطلب، ما فقط به استانداردهای معروف می‌پردازیم.

تکنولوژی USB

همانطور که در ابتدای مطلب اشاره کردیم، استانداردهای ابتدایی USB می توانستند شارژ با توان ۲٫۵ واتی برای گوشی به ارمغان بیاورند که با معرفی USB 3.0 این توان به ۴٫۵ وات افزایش پیدا کرد. در حال حاضر، این حداکثر قدرت پورت USB معمولی محسوب می گردد اما بدیهی است که شارژرهای گوشی این محدودیت را پشت سر گذاشته اند.

امروزه، یک شارژر گوشی USB معمولی می تواند ۵ ولت انرژی را با شدت جریان ۲ آمپر-یا کمی بالاتر-که معادل حدود ۱۰ وات است، به وسیله کابل microUSB روانه گوشی کند. کابل های USB-C در این زمینه وضعیت بهتری دارند می توانند حداکثر ۵ ولت با حداکثر شدت جریان ۳ آمپر که معادل ۱۵ وات است، منتقل نمایند. اما در این میان، انجمن پیاده سازی USB روش صحیح انتقال حجم عظیمی از انرژی را USB Power Delivery نامیده است.

قابلیت های کابل USB:

ظهور شارژرهای کابل USB را می توان با ظهور گوشی های هوشمند  (وابستگی اطلاعات و داده ها) مرتبط دانست.دیگر از تلفن‌ها فقط برای تماس استفاده نمی‌شود، بلکه برای کاوش در اینترنت، دیدن وضعیت عزیزانمان، بررسی محصولات برای خرید و موارد دیگر. اما کابل USB چگونه وارد تصویر می شود؟

با قابلیت انتقال، اکنون کاربران می توانند گوشی خود را برای انتقال فایل ها و اطلاعات به کامپیوتر خود متصل کنند. به این ترتیب، همه می توانند به راحتی اطلاعات مورد نیاز خود را از تلفن خود به رایانه خود انتقال دهند و بالعکس. شارژر اکنون نه تنها ابزاری است که برای روشن کردن دستگاه ها استفاده می شود، بلکه بیش از این نیز شده است.

تکنولوژی USB Power Delivery

انجمن پیاده سازی USB در سال ۲۰۱۲ این استاندارد را ارائه داده که ۵ حالت مختلف را در برمی گیرد. این حالت ها از ۱۰ وات تا ۱۰۰ وات هستند اما به نظر می رسد گوشی ها حالت مربوط به انتقال ۱۲ ولت و ۱٫۵ آمپر که معادل ۱۸ وات است را انتخاب نموده اند. نسخه جدید این استاندارد در سال ۲۰۱۶ معرفی گردید که تا حداکثر توان ۱۰۰ وات را در برمی گیرد و البته کنترل مناسبی بر جریان انتقال برق ارائه می دهد.

نسخه سوم آن که در سال ۲۰۱۷ معرفی گردیده، کنترل ولتاژ مناسبی در گام های ۲۰ میلی ولتی امکان پذیر می نماید.

در همین زمینه باید خاطرنشان کنیم یک باتری لیتیومی معمولی با ولتاژ حدود ۳٫۵ ولت کار می نماید و به همین خاطر انتقال ولتاژ بالاتر به گوشی، احتیاجمند تعبیه سخت افزارهایی در گجت است تا در صورت احتیاج بتواند این ولتاژ را کاهش دهد. این فرایند گرمای زیادی را فراوری می نماید و از لحاظ مصرف انرژی هم بازده را پایین می آورد.

به همین خاطر تمام این استانداردهای شارژ سریع کوشش می نمایند که ولتاژ را پایین نگه دارند. در سطوح بالاتر قدرت، یک مشکل دیگری پدیدار می گردد زیرا سیم های بسیار باریک درون کابل USB نمی توانند چنین قدرتی را انتقال دهند و همین باعث می گردد که استانداردهای مذکور برای عملی کردن این موضوع، با چالش های زیادی روبرو شوند.

تکنولوژی Quick Charge کوالکام

کوالکام تکنولوژی شارژ سریع Quick Charge را در سال ۲۰۱۳ همراه با تراشه اسنپ دراگون ۶۰۰ معرفی کرد. در ابتدا، این فناوری اختلاف پتانسیل الکتریکی را با شدت جریان ۲ آمپر منتقل می کرد که توان ۱۰ وات به دست می آمد.

نسخه دوم

در سال ۲۰۱۵ هم نسخه دوم آن معرفی گردید که انتقال ۹ ولت با ۲ آمپر که معادل ۱۸ وات محسوب می گردد، به ارمغان می آورد. البته بیشتر سازندگان به پشتیبانی از حالت ۱۵ واتی روی آوردند. موتورولا از این تعیینه تحت عنوان Turbopower یاد کرد و تکنولوژی Adaptive Fast Charge سامسونگ هم مبتنی بر نسخه دوم همین تکنولوژی کوالکام بود. به نظر می رسد تکنولوژی شارژ سریع ۱۸ واتی BoostMaster ایسوس هم بر مبنای همین فناوری است.

نسخه سوم

تکنولوژی مذکور در سال ۲۰۱۶، این وضعیت تغییر کرد و تکنولوژی Quick Charge به شرکت های سازنده گوشی ها اجازه داد که ولتاژ را در گام های ۲۰۰ میلی ولتی تنظیم نمایند و از ۳٫۶ ولت تا ۲۰ ولت را انتخاب نمایند.

نسخه چهارم

آن که در سال ۲۰۱۷ معرفی گردید، مبتنی بر نسخه سوم شارژ سریع کوالکام است که البته حالا با USB Power Delivery ترکیب شده است. به همین خاطر، حداکثر قدرت خروجی آن به ۲۷ وات رسید که پیش از این فقط ۱۸ وات بود. Quick Charge 4.0+ هم بیش از آنکه نامش نشان دهد، تغییرات مهمی داشته است. این تکنولوژی مبتنی بر نسخه سوم USB Power Delivery است و می تواند توان ۲۷ واتی را با تغییر ولتاژ بین ۳ تا ۱۱ ولت (در گام های ۲۰ میلی ولتی) ارائه دهد و تغییر شدت جریان را از ۰ تا ۳ آمپر در گام های ۵۰ میلی آمپری به ارمغان بیاورد.

تکنولوژی VOOC اوپو

در سال ۲۰۱۴ تکنولوژی شارژ سریع VOOC به همراه گوشی اوپو Find 7 معرفی گردید. این شرکت برای تکنولوژی مذکور، شارژر و کابل مخصوصی را ارائه داد که این کابل از توانایی انتقال جریان ۴ آمپری بهره می برد که این مقدار جریان بسیار بالاتر از استانداردهایی است که تابه حال در این مطلب آنالیز نموده ایم. ضمناً باید خاطرنشان کنیم این مقدار جریان، با اختلاف پتانسیل الکتریکی ۵ ولت منتقل می شد.وان پلاس که یکی از شرکت های زیرمجموعه اوپو محسوب می گردد، از این تکنولوژی تحت عنوان Dash Charge یاد می نماید و تغییراتی را بر روی آن اعمال نموده است.

منظور از ظرفیت باتری و میلی آمپر ساعت چیست؟

ظرفیت باتری های لیتیوم یونی گوشی های موبایل با واحد میلی آمپر ساعت (mAh) مشخص می‌شود. هرچقدر ظرفیت باتری بیشتر باشد، طبیعتا شارژ بیشتری هم در آن ذخیره خواهد شد و می‌تواند بهتر انرژی مورد نیاز گوشی را تامین کند. هر آمپر برابر با ۱۰۰۰ میلی آمپر است. زمانی که گفته می‌شود باتری گوشی ۳۰۰۰ میلی آمپر ساعت ظرفیت دارد، یعنی باتری آن ۳ آمپر ساعت ظرفیت ارائه می‌کند. دقت داشته باشید که ظرفیت یک باتری صرفا نمی‌تواند نشان دهنده بهتر بودن کیفیت شارژ و دیرتر خالی شدن شارژ باتری گوشی باشد، چون میزان مصرف شارژ گوشی های موبایل به عوامل متعددی وابسته است.

انواع سوکت شارژ گوشی های موبایل

شارژر گوشی اس بی نوع سی (USB Type C): یو اس بی نوع سی یکی از جدیدترین انواع سوکت شارژ برای گوشی های اندرویدی است که سرعت آن مطلوب تر از قبل بوده و تقریبا از سال ۲۰۱۵ به بعد مقدار بکارگیری آن رواج یافت. این نوع از سوکت شارژ گوشی بیشتر در گوشی های اندرویدی جدید و رده بالا بکار گرفته می‌شود.

شارژر گوشی میکرو یو اس بی (Micro USB): متداول ترین نوع سوکت شارژ گوشی های موبایل سوکت میکرو یو اس بی است که تقریبا ۷۰ درصد گوشی های اندرویدی از آن پشتیبانی می‌کنند. این سوکت شارژ سال هاست که در گوشی های اندرویدی مورد استفاده قرار می‌گیرد و تقریبا تا قبل از ارائه سوکت های یو اس بی نوع سی، در تمام گوشی های موبایل اندرویدی استفاده می‌شدند.

شارژر گوشی لایتنینگ (Lightening): سوکت شارژ لایتنینگ مختص آیفون و آیپد های اپل است و فقط در محصولات شرکت اپل قابل استفاده خواهد بود. این سوکت را نمی‌توان برای شارژ گوشی های اندرویدی مورد استفاده قرار دارد. به سوکت لایتنینگ در اصطلاح عامیانه “شارژر اپل” یا “شارژر آیفون” هم گفته می‌شود که در واقع منظور همان شارژر مجهز به سیم لایتنینگ است.