محدودیت‌های فناوری شارژ سریع در گوشی‌های هوشمند

گجت نيوز/ فناوري شارژ‌ سريع به کار رفته در گوشي‌هاي هوشمند داراي چالش‌ها و محدوديت‌هاييست که از ديد کاربران عادي پنهان است. ما در اين مقاله با بررسي اين قضيه٬ به ستايش از مهندسان پشت قضيه‌ي فناوري Fast Charge در گوشي‌ها خواهيم پرداخت. سازندگان تلفن‌هاي همراه علاقه‌ي زيادي به رقابت با يکديگر٬ به خصوص در مورد مشخصات فني محصولاتشان دارند. در حالي که طراحي٬ تجربه کاربري و کيفيت ساخت مواردي هستند که سنجش آن‌ها سخت است٬ به لطف اعداد دقيقي که از مشخصات فني به دست مي‌آيد٬ شما مي‌توانيد گوشي X و گوشي Y را در اين زمينه با يکديگر مقايسه کنيد و در نتيجه يکي از آن‌ها پيروز ميدان خواهد بود. در حال حاضر بيشترين رقابت بر سر تعداد هسته يا ظرفيت رم بيشتر٬ باتري بزرگ‌تر و جديدتر از همه بالاترين سرعت شارژ ممکن است. اما بهبود سرعت شارژ به اندازه‌ي قرار دادن يک آداپتور غول پيکر در داخل جعبه‌ي گوشي نيست. همانطور که شما نمي‌توانيد بدون تغيير گيربکس٬ ترمز٬ سيستم تعليق و ساير قطعات٬ موتور 500 اسب بخاري اتومبيل خود را تغيير دهيد٬ شما بايد کل زيرساخت‌هاي بخش انرژي يک گوشي هوشمند را نيز تقويت کنيد تا بتوانيد سرعت شارژ آن را افزايش دهيد. بياييد نگاهي به تمام بخش‌هاي اصلي اين معما و موانعي که سازندگان براي کاهش زمان شارژ گوشي‌هايشان با آن‌ها روبرو هستند٬ بي‌اندازيم. آداپتور شارژ يک آداپتور شارژ متواضعانه٬ قهرمان گمنام هر فناوري شارژ سريع است. صرف نظر از ساخت يا مدل٬ گوشي شما نمي‌تواند بدون استفاده از يک آداپتور قدرتمند٬ به اوج سرعت شارژ خودش برسد. طراحي يک رابط قدرت مدرن که توانايي قدرت زياد و انرژي موثري داشته باشد٬ چالش مهمي است. اين بدين خاطر است که گوشي‌هاي هوشمند مدرن با باتري‌هاي بزرگ‌تري نسبت به قبل عرضه مي‌شوند و اين نيازمند شارژرهاي پر قدرت‌تري براي شارژ سريع‌تر است. اما يک شارژر قدرتمندتر بايد يا از نظر فيزيکي بزرگ‌تر باشد و يا از يک طراحي مدار کارآمدتري بهره‌مند باشد. خوشبختانه در جبهه‌ي دوم اوضاع به شدت بهبود يافته است. گلکسي نوت 10 با يک آداپتور قدرت 25 وات همراه است که با استفاده از يک آداپتور داخل گوشي نوکيا 3310 ساخته شده است. يک آداپتور قدرت مدرن بسيار پيچيده‌تر از همتاي خود در ده سال گذشته است. مهم نيست از چه فناوري شارژ سريعي پشتيباني مي‌کند٬ تراشه‌هاي اختصاصي داخلي اجازه مي‌دهند تا آن طي فرآيند شارژ با گوشي ارتباط برقرار کند. اين امر به گوشي اجازه مي‌دهد بسته به ميزان شارژ و دماي باتري٬ سطح بهينه‌اي از انرژي را درخواست کند. همه‌ي اين موارد به نام سرعت٬ کارآمدي و امنيتي انجام مي‌شود. کابل و کانکتورها اما اگر مجبور باشد تمام قدرت خود را براي انتقال از طريق يک کابل محدود کند٬ يک شارژر قدرتمند و کارآمد ديگر بي‌فايده خواهد بود. همان اندازه که کابل‌ها ساده‌ترين قسمت زيرساعت شارژ هستند٬ اما آن‌ها به همان اندازه نيز مهم هستند. چالش اينجا به چگونگي تصميم‌گيري سازندگان براي انتقال قدرت از آداپتور به گوشي بستگي دارد. توان برابر با زمان ولتاژ است. بنابراين٬ انتقال بيشتر انرژي از يک شارژر به تلفن مي‌تواند با افزايش ولتاژ٬ جريان يا هر دوي آن‌ها انجام شود. به طور مثال 30 وات مي‌تواند از طريق يک پيکربندي 10 ولت 3 آمپر (ولتاژ بالا٬ جريان کم) يا با استفاده از 5 ولت 6 آمپر (ولتاژ کم٬ جريان زياد) انتقال پيدا کند. هيچ راه درست و غلطي براي اين انتقال وجود ندارد. هر دو روش٬ مي‌توانند مشکل‌گشا باشند. افزايش ولتاژ‌ باعث مي‌شود کابل نازک‌تر و ارزان‌تري داشته باشيد. همچنين سازگاري بيشتري نيز خواهد داشت: آن به احتمال زياد همان کابل USB خواهد بود که شما از آن براي شارژ ساير دستگاه‌هايتان نيز استفاده مي‌کنيد. با اين حال وقتي آن به گوشي رسيد٬ ولتاژ بالاتر به منظور حفظ ايمني باتري٬ به 3.2 تا 4.3 ولت کاهش پيدا مي‌کند. اين تبديل 100 درصد کارآمد نيست و مقداري از انرژي به عنوان گرما از بين مي‌رود. گرما ممکن است گوشي شما را کند کند٬ روند شارژ را به تاخير انداخته و عمر باتري را کوتاه‌تر کند. در سناريوي دوم (5 ولت 6 آمپر)٬ ولتاژ پايين حدود ۵ ولت مي‌تواند به راحتي توسط تلفن و باتري آن جابجا شود. همچنين گرماي کمتري نيز در زير قاب گوشي توليد مي‌شود. با اين حال جريان بالاتر مستلزم سيم‌هاي ضخيم‌تر و کابل‌هايي ويژه است. به همين دليل است که فناوري شارژ Dash Charge شرکت وان پلاس تنها با کابل‌هاي مخصوص اين شرکت کار مي‌کند. اگر يک کابل ناسازگار تشخيص داده شود٬ تلفن سرعت شارژ را محدود خواهد کرد٬ زيرا نمي‌داند که آيا آن سيم توان انتقال چنين جرياني را دارد يا خير. اگر يک کابل نتواند جريان زيادتر از حد توانش را انتقال دهد٬ ذوب خواهد شد. اما شايد بزرگ‌ترين چالش٬ خود باتري‌ها باشند… باتري طراحي نامحسوس باتري‌هاي ليتيوم يوني مدرن٬ کار خوبي را براي پنهان کردن ماهيت بي‌ثبات آن‌ها انجام داده است. اگر فيلم‌هايي از ترکيدن باتري‌ها و يا آتش گرفتن آن‌ها را تا به حال مشاهده کرده باشيد٬ متوجه مي‌شويد که در مورد چه چيزي صحبت مي‌کنيم. از يک طرف مواد شيميايي شديدا واکنش پذير به باتري اجازه مي‌دهد تا مقدار زيادي انرژي را در خود ذخيره کند. از طرفي ديگر٬ آن‌ها استفاده از مدارهاي ويژه را براي جلوگيري از شارژ بيش از حد و گرماي بيش از حد باتري‌ها اجباري مي‌سازند. اينکه يک باتري ليتيوم يوني با چه سرعتي مي‌تواند شارژ ايمن را انتقال دهد٬ به طراحي آن بستگي دارد. سايز فيزيکي نيز يک دليل مهم است. باتري‌هاي بزرگ‌تر اين توانايي را دارند که سرعت شارژ بيشتري را ارائه کنند. اما اگر مي‌خواهيد همان سلول را دوباره طراحي کنيد تا سريع‌تر از اندازه‌ي فيزيکي آن شارژ شود٬ بايد اندازه‌ي عناصر داخل سلول را افزايش دهيد که اين امر به کاهش ظرفيت انرژي منجر مي‌شود. نمونه‌ي واقعي اين مي‌تواند يک باتري 5 هزار ميلي‌آمپر ساعتي در داخل گوشي ايسوس زنفون 6 باشد که با حداکثر سرعت 18 وات شارژ مي‌شود. مهندسان اين شرکت به ما گفته‌اند که يک باتري با همين اندازه‌ي فيزيکي که با سرعت 40 وات شارژ شود٬ قادر به نگهداري از 4 هزار ميلي‌آمپر ساعت خواهد بود. اما مهم نيست که باتري چقدر بزرگ است٬ سريع‌ترين نرخ شارژ مي‌تواند تا زماني که 70 درصد شارژ‌ مي‌شود ارائه شود. اين بدان خاطر است که شارژ از محدوده دمايي تعيين شده تجاوز نکند. هرچه بيشتر از آستانه پيش برويد٬ جريان ورودي زياد بنا به دلايل امنيتي کاهش ميابد. نادر بودن مشکلات مربوط به باتري٬ مي‌تواند نشان دهد که طراحان فناوري باتري‌هاي گوشي‌هاي هوشمند سزاوار قدرداني بيشتري از سوي ما هستند. هرچند که آن‌ها همانند نمايشگرهاي OLED يا لنز دوربين‌ها خيره کننده نيستند٬ اما مهندسي که در پشت اين قضيه است٬ همانند ساير بخش‌هاي گوشي‌هاي هوشمند قابل تحسين است. شايد به همين خاطر هم هست که برنده‌ي جايزه نوبل شيمي 2019 به سازندگان باتري‌هاي ليتيوم يوني رسيده است. در کانال آي‌تي و ™CanaleIT هم کلي عکس و ويدئوي دسته اول و جذاب داريم