תוֹכֶן

• תקני טעינה מהירים מוסברים
• אספקת חשמל USB
• תשלום מהיר של קוואלקום
• תקנים אחרים
• כיצד לטעון במהירות סוללת ליתיום-יון
• טעינה מהירה במתח גבוה?
• מדוע להשתמש במתחים גבוהים יותר?
• לעטוף
• קשורים

טעינה מהירה היא תכונה חובה בטלפונים של ימינו. זה שומר על הסוללות שעומדות בפנינו במהלך ימים עמוסים. עם זאת, ישנם מגוון סטנדרטים שונים מחברות שונות. חלקם עובדים רק עם כבלים ומטענים ספציפיים, ואילו אחרים משתמשים במתחים גבוהים יותר. הכל יכול להיות קצת מבלבל, אז אנחנו כאן כדי להבין את זה.

על קצה המזלג, טעינה מהירה מגדילה את הזרם שנשלח לסוללה כדי למלא את קיבולת שלו במהירות רבה יותר. מפרט ה- USB הבסיסי שולח רק 0.5 אמפר (A) זרם באמצעות 5 וולט (וולט) עבור 2.5 וואט בלבד (W). טכנולוגיות טעינה מהירה מגבירות את הנתונים הללו. 10V / 4A SuperCharge של Huawei מייצר 40 וולט והטענה המהירה האחרונה של סמסונג מייצרת 15 ווץ מיץ. חברות סיניות מסוימות אף מתהדרות בטכנולוגיות טעינה שיכולות להגיע ל 100 וולט. כל שירותי הטעינה המהירה חולקים נושא משותף - יותר כוח.

זו רק הסקירה הבסיסית. האופן שבו מצבר נטען בפועל מורכב יותר. לפני שנגיע לזה, הבה נבחן את ההבדלים בין כל תקני הטעינה המהירה הללו ביתר פירוט.

תקני טעינה מהירים מוסברים

אספקת חשמל USB

משלוח כוח USB (USB-PD) הוא המפרט הרשמי לטעינה מהירה שפרסם ה- USB-IF עוד בשנת 2012. התקן יכול לשמש כל מכשיר עם יציאת USB, בתנאי שיצרן זה כולל את המעגלים והתוכנה הדרושים. בדיוק כמו כל תקני הטעינה המהירה, USB-PD מיישם פרוטוקול נתונים לתקשורת בין המטען לטלפון. זה משא ומתן על אספקת החשמל המקסימלית הנסבלת עבור המטען וגם המכשיר.

משלוח כוח USB מגביר את מהירויות הטעינה הבסיסיות של USB בעוצמת פלט של עד 100 וואט. כמות הכוח הזמינה מפוצלת לדירוגי כוח שונים, שפועלים במתחים שונים. מצבי + 7 וואט ו 15 וואט + הם הטובים ביותר לטלפונים ואילו 27 וואט ומעלה מיועדים למחשבים ניידים ומכשירים בעלי עוצמה גבוהה יותר. התקן תומך גם בעוצמה דו כיוונית, ומאפשר לטלפון שלך לטעון ציוד היקפי אחר.

סדרת הפיקסלים של גוגל משתמשת במפרט הרשמי למסירת כוח, והטכנולוגיה נתמכת ברוב המוחלט של סמארטפוני הדגל כיום. אפל מיישמת גם את התקן באייפון 8, אייפון X, אייפון XS ו- MacBooks האחרונים. עם זאת, חברות רבות מעדיפות את תקני הטעינה הקנייניות שלהן מחוץ לקופסה.

תשלום מהיר של קוואלקום

הטכנולוגיה הקניינית המהירה של קוואלקום הייתה בעבר תקן ברירת המחדל בענף הסמארטפונים, שכן היא פופולארית טעינה מהירה לפני מסירת כוח USB. המהדורה האחרונה של 4.0+ של טעינה מהירה תואמת אספקת חשמל, ומאפשרת טעינה מהירה יותר ומגוון רחב יותר של תמיכה.

טעינה מהירה היא תכונה אופציונלית הזמינה עם מעבדי Snapdragon של Qualcomm. אז רק מכיוון שבטלפון יש שבב Qualcomm זה לא אומר שהוא תואם טעינה מהירה. אף על פי כן, מגוון רחב של טלפונים מתגאים בתמיכת טעינה מהירה, כולל LG V40, Xiaomi Mi 9, סמסונג גלקסי נוט 9, HTC U12 פלוס ורבים נוספים. יש גם מערכת אקולוגית רחבה של מטענים מדור קודם ואביזרי צד ג 'בחוץ, בגלל הפופולריות של התקן.

תקנים אחרים

במערכת האקולוגית של הטלפונים החכמים, דגמים רבים משתמשים בטכנולוגיות פנים ולא בסטנדרטים היותר נפוצים שלמעלה. עם זאת, רק מעטים מהתקנים הללו הם באמת קנייניים. רבים הם רק אספקת חשמל או טעינה מהירה של ארוזה מחדש תחת שם מותג אחר או הכוללים כמה ציוצים ספציפיים לטכנולוגיה - הטעינה האדפטיבית של סמסונג וטכנולוגיות הטעינה הטורבו של מוטורולה עולות בראש.

אחרים כמו VOO של Oppo ו- SuperCharge של Huawei פועלים בצורה שונה לגמרי. אלה מגדילים מאוד את כמות הזרם לטעינה בחשמל גבוה ולא מגדילים את המתח. מהירויות הטעינה של טכנולוגיות קנייניות אלה עלו מאוד במהלך השנים, כאשר SuperCharge, Super VOCC ו- WarpCharge 30 של OnePlus היו מהמהירים בשוק. הנה כיצד כמה מהטכנולוגיות הנפוצות נערמות זו לצד זו.

ניתן לתמוך במספר סטנדרטים או לפחות להבטיח מידה מסוימת של תאימות לשיטות טעינה מהירה שונות. לרוע המזל, זה מוביל להרבה בלתי צפויות לגבי מהירויות הטעינה המדויקות שתקבלו בעת שימוש בטלפונים עם מטענים שונים ואפילו כבלים שונים.

לאחר בדיקת מספר טלפונים, מצאנו וריאציה רחבה בכמה כוח כל טלפון ניהל משא ומתן, תלוי במטען ובכבל בו נעשה שימוש. התוצאות הטובות ביותר מושגות בדרך כלל על ידי שימוש בכבל ובמטען המסופקים בארגז עם המכשיר.

כיצד לטעון במהירות סוללת ליתיום-יון

כעת, לאחר שכיסנו את התקנים, בואו ונעמק כמה טעינה מהירה מאיצה את מחזור הטעינה של הסוללה. סוללות ליתיום-יון המשמשות בסמארטפונים ובגאדג'טים אלקטרוניים אחרים אינן טעונות באופן לינארי. מחזור הטעינה נשבר לשני שלבים ברורים.

הראשון הוא המתח הגובר, או שלב הנוכחי הקבוע. מתח הסוללה גדל בהתמדה מנמוך עד 2 וולט עד לשיאו של כ- 4.2 וולט כשהוא נטען. זה משתנה בהתאם לסוללה המדויקת. הסוללה מושכת את זרם השיא הגבוה ביותר בשלב זה שנשאר קבוע עד שמתח מתח הסוללה.

לאחר מכן מתח מתח קבוע והזרם מתחיל לרדת. סוללות שנטענות מעבר לנקודה זו מושכות פחות זרם ולכן נטענות איטיות יותר. זו הסיבה ש 50 או 60 אחוז הראשונים מהטלפון שלך נטענים מהר יותר באופן משמעותי.

טעינת סוללה מתרחשת בשני שלבים. מתח עולה / זרם קבוע ומתח קבוע / זרם נופל. השלב הראשון מתאים לטעינה מהירה של זרם מהיר.

טכנולוגיות טעינה מהירה מנצלות את השלב הנוכחי הקבוע. שאיבת כמה שיותר זרם לסוללה לפני שהיא מגיעה למתח השיא שלה. לפיכך, טכנולוגיות טעינה מהירה הן היעילות ביותר כאשר הסוללה שלך פחות מ -50 אחוז מלאה, אך אין להן השפעה מועטה עד שלא תעבור 80 אחוז. אגב, טעינה של זרם קבוע היא התקופה הפחותה מזיקה לבריאות הסוללה לטווח הארוך. מתח קבוע גבוה יותר, יחד עם חום, פוגע בחיי הסוללה.

לבסוף, כמות המתח והזרם המועברים לסוללה נשלטת באמצעות מעגל בקר טעינה בתוך הטלפון. בשילוב חיישני טמפרטורה ומתח, הבקר יכול לנהל את כמות הזרם כדי לייעל את מהירות הטעינה של הסוללה ובריאותם לטווח הארוך.

טעינה מהירה במתח גבוה?

ייתכן שחלקכם הבחינו בעניין לכאורה כאן. אם לסוללות ליתיום-יון יש מתח אופייני בסביבות 3 עד 4.2 וולט, האם זה לא מסוכן להשתמש במטעני מתח גבוה יותר?

בדרך כלל זה יהיה המצב, אך מעגלי הטלפון החכם מדגישים את המתח והזרם כלפי מעלה. זה שומר על כמות הכוח המועברת זהה (P = IV), אך מעביר את המתח לטווח הנכון. ולא, כבלי טעינה מהירים אינם מבצעים המרת מתח AC. אם אתה מסתכל בגב המטען, תוכל להבחין בסמל הזרם הנוכחי של DC זרוע מקווקו ⎓. USB הוא תמיד מערכת אספקת חשמל DC.

מעגלי טעינה מהירה במתח גבוה משתמשים באספקת חשמל למצב המתג, המכונה גם מהפך באק. מעגל זה לוקח מתח DC גבוה וממיר אותו למתח DC נמוך. באופן אידיאלי, הוא מכפיל את הזרם בכמות הפוכה בזכות מאפייני "משאבת הטעינה" שלו. זהו למעשה מתג שמפעיל את מתח הכניסה לטעינת קבלים עם הרבה זרם.

זה נראה מסובך, אך עקוב אחר הגרפים מימין. מתח הכניסה הגבוה נדלק ומכבה ליצירת אות PWM מ- Vin. זה משרה זרם "שאיבה" גבוה דרך המשרן L לתקע הקבל. בעומס (סוללה) אנו רואים זרם גבוה ומתח ממוצע נמוך (Vout).

ירידה מ 10 וולט / 1A ל 5 וולט מניבה באופן אידיאלי זרם 2A לאחר הממיר. בעולם האמיתי, תמיד יש הפסד כלשהו שקשור להמרות אלה (בדרך כלל מדובר ביעילות של מעל 90 אחוז), שמתפוגגות כחום. ספקי כוח מתגי-מצב גם בדרך כלל מבזבזים פחות אנרגיה מאשר רגולטור ליניארי.

מדוע להשתמש במתחים גבוהים יותר?

ישנן שתי סיבות עיקריות לשימוש במתחים גבוהים יותר. ראשית, ספקי כוח למתג יעילים יותר מווסתים ליניאריים שמורידים מתח באמצעות פיזור חום. זה חשוב במיוחד לשמירת קרירות הטלפונים והסוללות שלהם.

השנייה מתייחסת לאובדן חשמל באמצעות כבלי USB, במיוחד כאלו ארוכים יותר. נגן, כמו אורך חוט, מפיל מתח על בסיס הזרם שעובר דרכו (חוק אוהם V = IR). העברת אותו כוח באמצעות מתח גבוה יותר וזרם נמוך יותר מאבדת פחות כוח לאורך הכבל. זה יעיל יותר ומדוע רשת החשמל העיקרית היא מאות וולט ולא 5 וולט.

עם זאת, החילוף הוא שממירי דול מוגבלים יותר בקלות מאשר רגולטורים ליניאריים. עוצמת היציאה המקסימלית תלויה בגודל המשרן, קבלים ואדמת מתח, כמו גם בתדר המיתוג, בנוסף ליכולות ההספק של הטרנזיסטורים. ניתן להגיע לזרמים גבוהים מאוד באמצעות ווסת מתח לינארי מסורתי יותר. זו הסיבה שחלק מטכנולוגיות הטעינה המהירה בעלות מתח נמוך של 5 וולט, כמו אלה של Huawei ו- OPPO, מציעות יותר כוח כולל יותר מגרסאות מיתוג עם מתח גבוה יותר של קוואלקום וסמסונג.

טכנולוגיית Pump Express האחרונה של MediaTek מתאימה הן למצב מתג והן לטעינת רגולטור ליניארי.

התרשים למעלה מראה כיצד PumpExpress 3.0 ו- 4.0 של MediaTek מצליחים להגיע עד 5A של זרם טעינה. אם מחובר כבל 5A, הטכנולוגיה שלו עוקפת את מטען המיתוג המקובל כדי לאפשר זרם גבוה יותר. במקרה זה, המעגל משא ומתן על המתח הנדרש על קווי הנתונים, מעלה ומוריד את מתח הטעינה של Vbus ליעילות מירבית.

לעטוף

טעינה מהירה מקיפה מגוון של טכנולוגיות אפשריות שונות, לכל אחת היתרונות והחסרונות שלהם. זו חלקית הסיבה שיש כל כך הרבה סטנדרטים שונים בשוק, מכיוון שחברות נוקטות גישות משלהן כדי להאיץ את הטעינה ולמקסם את אורך החיים של הסוללה.

לפני כמה דורות טעינת מתח גבוה הפכה לנורמה וכעת הטכנולוגיות מיישמות מתח ומתקדמים ונשנות נמוכות יותר כדי להגביר את המהירות עוד יותר. עם זאת, הדבר מחייב כבלים עבים יותר ומוסיף כאב ראש נוסף של תאימות.

אספקת חשמל USB כבר מאומצת למדי. זה ככל הנראה יהווה את עמוד השדרה של כל תקני טעינת ה- USB בעתיד, אם כי סביר להניח שנראה כי חברות מתנסות בפתרונות מהירים עוד יותר על גבי תמיכה בתקן אוניברסלי זה.

קשורים

• להלן הטלפונים הטובים ביותר עם סוללות טעינה מהירה
• להלן המטענים הטובים ביותר של סמסונג גלקסי
• Quick Charge 3.0 הסביר: מה שאתה צריך לדעת
• כבלים טעינה מהירים ביותר - איזה מהם הכי מתאים לך?
• 6 מיתוסי סוללה נפוצים אתם בטח מאמינים
• כיצד לתקן בעיות ניקוז סוללות אנדרואיד ולהאריך את חיי הסוללה
• סמארטפונים אנדרואיד עם חיי הסוללה הטובים ביותר
• הטלפונים הטובים ביותר עם יכולות הטענה אלחוטיות
•  הרגלי טעינה כדי למקסם את חיי הסוללה
• המטענים האלחוטיים הטובים ביותר - מהן הבחירות שלך?