-->

تعرف علي كيفية عمل تقنيات الشحن السريع الخاصة بالهواتف

;



الشحن السريع هو تركيبة ضرورية لهواتف اليوم , والكثير من الأشخاص يعتمدون عليه , حيث يحافض علي شحن هاتفك بطريقة سريعة , و لا يخفي أن شركات كثيرة تتبع هذه الأستراتيجية لتوفير شواحن الشحن السريع , و منها نقول أن لكل شركة معيار مختلف للتصنيع عن شركة أخري , حيث بعضها فقط يعمل علي كابلات الشحن و الشواحن فقط , وشركات أخري تستخدم الفولتية العالية , لذلك سوف نري طريقة عمل هذه الأخيرة ليكون الأمر غير مربك و تأخذ فكرة شامل عن طريقة عمل تقنية الشحن السريع .

عموما و الفكرة المتداولة هي أن الشحن السريع يزيد من التيار المرسل الي البطارية لملأها بطريقة أسرع من الطريقة السابقة , حيث ترسل أجهزة الشحن USB الأساسية المستعملة قديما فقط 0.5 أمبير (A) من التيار بإستخدام 5 فولت (V) لـ 2.5 واط (W) فقط , أما تقنيات الشحن السريع تعزز هذه الأرقام حيث تنتج طاقة شحن 5V / 5A و 25 واط كمنتجات هواوي , وتنتج تقنية الشحن السريع 9V / 1.7A و 15 واطًا كمنتجات سامسونج , وهنا تصبح الفكرة العامة للشحن السريع (speed charge) هي المزيد من الطاقة لشحن أسرع .


لنزيد من التوضيع سوف نذكر المعايير المتخذة في اجهزة الشحن , حيث (USB Power Delivery) أو (USB-PD) هي مواصفات تقنية الشحن السريع (fast charge) التي تم نشرها بواسطة (USB-IF) سنة 2012 , حيث يمكن إستخدام هذا المعيار علي أي جهاز مزود بمنفذ USB بشرط أن يتوفر الجهاز علي الدارات و البرمجيات اللازمة للشحن السريع , يعتبر USB-PD بروتوكول توافق الشاحن و الهاتف .

يجعل (USB Power Delivery) سرعة الشحن الأساسية لتصل الي 100W من طاقة الاخراج , و يتم تقسيم كمية الطاقة المتوفرة الي تقييمات مختلفة و تعمل بجهود مختلفة , حيث تعد أوضاع 7.5W + و 15W + هي الأفضل للهواتف المحمولة ، في حين أن 27W أو أعلى لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى ذات الطاقة العالية .

تستخدم سلسلة Pixel من Google مواصفة Power Delivery الرسمية ، كما تقوم Apple بتنفيذ المعايير في أجهزة iPhone 8 و iPhone X وأحدث أجهزة MacBook .

كانت تقنية Quick Charge الخاصة بشركة Qualcomm معيارًا إفتراضيًا في صناعة الهواتف الذكية ، نظرًا لأنه جعل الشحن سريعًا قبل توصيل الطاقة عبر USB , أحدث نسخة كانت 4.0+ من Quick Charge متوافقة مع Power Delivery ، مما يسمح بسرعات شحن أسرع ونطاق أوسع من الدعم .

Quick Charge هي ميزة إختيارية متاحة مع معالجات Snapdragon من Qualcomm , لذلك لا يعني وجود هاتف بشريحة Qualcomm أنه متوافق مع Quick Charge , وعلى الرغم من ذلك فإن مجموعة كبيرة من الهواتف تتميز بدعم Quick Charge ، بما في ذلك LG V30 و LG G7 و Samsung Galaxy Note 8 و HTC U12 Plus وغير ذلك من الهواتف .


تستخدم العديد من النماذج تقنيات داخلية بدلاً من المعايير الأكثر شمولاً , ومع ذلك هناك عدد قليل فقط من هذه المعايير مملوكة حقًا , العديد منها عبارة عن Power Delivery أو Quick Charge التي تم إعادة تجميعها تحت إسم علامة تجارية مختلفة ، أو تعرض بعض التعديلات المحدّدة على التقنية كمثال و ليس حصرا الشحن التكيفي من Samsung و Turbo Turbo من Motorola , بينما يعمل آخرون مثل VOOC في Oppo و SuperCharge من Huawei بطريقة مختلفة تمامًا , حيث يعتمدون  في زيادة كمية التيار للشاحن بدلا من زيادة الجهد .

بعد إختبار العديد من الهواتف من طرف المستخدمين وجدوا تباينًا كبيرًا في مقدار الطاقة التي تم التفاوض عليها من خلال كل هاتف ، وذلك إعتمادًا على الشاحن والكابل المستخدم , ولكن تم تحقيق أفضل النتائج عادةً عن طريق استخدام الكيبل والشاحن المرفقين في العلبة مع هاتفك .

كيفية يتم شحن بطارية ليثيوم أيون (Lithium-ion) عن طريق الشحن السريع

بالنسبة لبطاريات Lithium-ion لا يتم شحنها بطريقة مباشرة عن طريق تقنية الشحن السريع , بل تعتمد عي مرحلتين للشحن .

- المرحلة الاولي و هي زيادة الجهد أو بما تسمي المرحلة الثابتة , حيث يزداد ضغط علي البطارية بشكل ثابت من أدني مستوي يصل الي 2 فولت ليصل الي قيمة بحوالي 4,2 فولت , و هذا يختلف بإختلاف نوع البطارية في الشكل و كمية الطاقة التي توفرها البطارية , و تقدم البطارية أعلي قيمة للتيار خلال هذه المرحلة و التي تظل ثابتة الي أن تصل الي ذروة جهد البطارية , ثم يصبح الجهد ثابتا و يبدأ التيار المرسل الي البطارية في الأنخفاض , حيث تستفيد تقنية الشحن السريع في  هذه المرحلة و تقوم بضخ أكبر كمية من التيار الي البطارية قبل أن تصل الي ذروة الجهد , و تكون لهذه التقنية فائدة كبيرة و شحن سريع عندما تكون البطارية أقل من 50 بالمئة , ولاكن تأثيرها يضعف عند و صول شحن البطارية الي 80 المئة.

- المرحلة الثانية ويتم فيها التحكم في مقدار الجهد والتيار الذي يتم تمريره الي البطارية عبر دائرة التكامل في شحن الهاتف من داخل الهاتف , الي جانب أجهزة الاستشعار الداخلية للهاتف (أجهزة استشعار الحراراة والجهد) يتم التحكم في مقدار التيار لتحسين سرعة الشحن البطارية و فعاليتها علي المدي البعيد .

السؤال الذي يتبادر علي الاذهان هل هذه التقنية جيدة للهاتف و ليس فيها مشاكل علي البطارية في المستقبل 

السؤال شائع وهو إذا كانت البطارية لديها فولتية عادية بحوالي 3 إلى 4.2 فولت ، أليس من الخطر إستخدام أجهزة شحن ذات الجهد أعلى أو  تقنيات الشحن السريع ؟

تعمل الهواتف الذكية علي علي معادلة الجهد الي الاسفل و التيار الي الأعلي , و هو ما يحافض علي كمية الطاقة المنقولة (P = IV) و تحويل الجهد الي النطاق الصحيح , بالنسبة الي الكيبلات الخاصة بالشحن السريع فهي لاتحول التيار المتردد, و تستخدم دوائر الشحن السريع ذات الجهد الكهربائي العالي و تصبح وحدة تزويد الطاقة للاسفل في وضع التبديل , هذه الدائرة تأخذ جهد DC عالي و تحوله الي جهد منخفض , و من ناحية أخري فهو يضاعف التيار أيضا بالمقدار العكسي .

لماذا استخدام الفولتية العالية؟

هناك سببان رئيسيان لأستخدام الفولتية العالية , أولا ، إمدادات الطاقة في وضع التبديل هي أكثر كفاءة من المنظمين الخطي الذي يقلل الفولتية عن طريق تبديد الحرارة , هذا مهم بشكل خاص للحفاظ على تبريد هواتفنا وبطارياتها.

تتعلق الثانية بخسارة الطاقة عبر كبلات USB ، خاصة الكبلات الأطول , يقوم المقاوم مثل طول السلك بإسقاط جهد إستنادًا إلى التيار المار خلاله (قانون أوم V = IR) , إن نقل نفس القدرة باستخدام جهد أعلى وانخفاض التيار يفقد طاقة أقل على طول الكابل .

ومع ذلك ، فإن المقايضة هي أن المحولات هي أكثر حداثة في الوقت الحالي من المنظمات التنظيمية العادية , من الممكن فقط الوصول إلى تيارات عالية جدًا من خلال منظم أكثر تقليدية للجهد الخطي , هذا هو السبب في أن بعض تقنيات الشحن السريع ذات الجهد الكهربائي المنخفض 5V مثل تكنولوجيات هواوي و OPPO ، توفر طاقة أكثر من إصدارات كوالكوم ذات الجهد العالي من كوالكوم وسامسونغ .

يشمل الشحن السريع مجموعة من التقنيات الممكنة المختلفة ، لكل منها مزاياها وعيوبها. ويعود ذلك جزئيًا إلى وجود العديد من المعايير المختلفة في السوق ، حيث تتخذ الشركات أساليبها الخاصة لتسريع الشحن وزيادة عمر البطارية إلى الحد الأقصى .

قبل بضعة أجيال ، أصبح شحن الفولتية العالية هو القاعدة ، والآن تقوم التقنيات بتطبيق الفولتية الخاضعة للرقابة المنخفضة والتيارات العالية لزيادة السرعة إلى أبعد من ذلك , ومع ذلك فإن هذا يتطلب كابلات أكثر سمكا .

تم بالفعل اعتماد USB Power Delivery على نطاق واسع , ومن المرجح أن يشكل العمود الفقري لجميع معايير الشحن USB المستقبلية .

ليست هناك تعليقات