گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
فناوری شارژ سریع به کار رفته در گوشی‌های هوشمند دارای چالش‌ها و محدودیت‌هاییست که از دید کاربران عادی پنهان است. ما در این مقاله با بررسی این قضیه٬ به ستایش از مهندسان پشت قضیه‌ی فناوری Fast Charge در گوشی‌ها خواهیم پرداخت.
سازندگان تلفن‌های همراه علاقه‌ی زیادی به رقابت با یکدیگر٬ به خصوص در مورد مشخصات فنی محصولاتشان دارند. در حالی که طراحی٬ تجربه کاربری و کیفیت ساخت مواردی هستند که سنجش آن‌ها سخت است٬ به لطف اعداد دقیقی که از مشخصات فنی به دست می‌آید٬ شما می‌توانید گوشی X و گوشی Y را در این زمینه با یکدیگر مقایسه کنید و در نتیجه یکی از آن‌ها پیروز میدان خواهد بود.
در حال حاضر بیشترین رقابت بر سر تعداد هسته یا ظرفیت رم بیشتر٬ باتری بزرگ‌تر و جدیدتر از همه بالاترین سرعت شارژ ممکن است. اما بهبود سرعت شارژ به اندازه‌ی قرار دادن یک آداپتور غول پیکر در داخل جعبه‌ی گوشی نیست. همانطور که شما نمی‌توانید بدون تغییر گیربکس٬ ترمز٬ سیستم تعلیق و سایر قطعات٬ موتور 500 اسب بخاری اتومبیل خود را تغییر دهید٬ شما باید کل زیرساخت‌های بخش انرژی یک گوشی هوشمند را نیز تقویت کنید تا بتوانید سرعت شارژ آن را افزایش دهید.
بیایید نگاهی به تمام بخش‌های اصلی این معما و موانعی که سازندگان برای کاهش زمان شارژ گوشی‌هایشان با آن‌ها روبرو هستند٬ بی‌اندازیم.
چالش‌های فناوری شارژ سریع در گوشی‌های هوشمند
آداپتور شارژ
یک آداپتور شارژ متواضعانه٬ قهرمان گمنام هر فناوری شارژ سریع است. صرف نظر از ساخت یا مدل٬ گوشی شما نمی‌تواند بدون استفاده از یک آداپتور قدرتمند٬ به اوج سرعت شارژ خودش برسد.
طراحی یک رابط قدرت مدرن که توانایی قدرت زیاد و انرژی موثری داشته باشد٬ چالش مهمی است. این بدین خاطر است که گوشی‌های هوشمند مدرن با باتری‌های بزرگ‌تری نسبت به قبل عرضه می‌شوند و این نیازمند شارژرهای پر قدرت‌تری برای شارژ سریع‌تر است. اما یک شارژر قدرتمندتر باید یا از نظر فیزیکی بزرگ‌تر باشد و یا از یک طراحی مدار کارآمدتری بهره‌مند باشد. خوشبختانه در جبهه‌ی دوم اوضاع به شدت بهبود یافته است. گلکسی نوت 10 با یک آداپتور قدرت 25 وات همراه است که با استفاده از یک آداپتور داخل گوشی نوکیا 3310 ساخته شده است.
یک آداپتور قدرت مدرن بسیار پیچیده‌تر از همتای خود در ده سال گذشته است. مهم نیست از چه فناوری شارژ سریعی پشتیبانی می‌کند٬ تراشه‌های اختصاصی داخلی اجازه می‌دهند تا آن طی فرآیند شارژ با گوشی ارتباط برقرار کند. این امر به گوشی اجازه می‌دهد بسته به میزان شارژ و دمای باتری٬ سطح بهینه‌ای از انرژی را درخواست کند. همه‌ی این موارد به نام سرعت٬ کارآمدی و امنیتی انجام می‌شود.
کابل و کانکتورها
اما اگر مجبور باشد تمام قدرت خود را برای انتقال از طریق یک کابل محدود کند٬ یک شارژر قدرتمند و کارآمد دیگر بی‌فایده خواهد بود. همان اندازه که کابل‌ها ساده‌ترین قسمت زیرساعت شارژ هستند٬ اما آن‌ها به همان اندازه نیز مهم هستند. چالش اینجا به چگونگی تصمیم‌گیری سازندگان برای انتقال قدرت از آداپتور به گوشی بستگی دارد.
توان برابر با زمان ولتاژ است. بنابراین٬ انتقال بیشتر انرژی از یک شارژر به تلفن می‌تواند با افزایش ولتاژ٬ جریان یا هر دوی آن‌ها انجام شود. به طور مثال 30 وات می‌تواند از طریق یک پیکربندی 10 ولت 3 آمپر (ولتاژ بالا٬ جریان کم) یا با استفاده از 5 ولت 6 آمپر (ولتاژ کم٬ جریان زیاد) انتقال پیدا کند. هیچ راه درست و غلطی برای این انتقال وجود ندارد. هر دو روش٬ می‌توانند مشکل‌گشا باشند. افزایش ولتاژ باعث می‌شود کابل نازک‌تر و ارزان‌تری داشته باشید. همچنین سازگاری بیشتری نیز خواهد داشت: آن به احتمال زیاد همان کابل USB خواهد بود که شما از آن برای شارژ سایر دستگاه‌هایتان نیز استفاده می‌کنید.
با این حال وقتی آن به گوشی رسید٬ ولتاژ بالاتر به منظور حفظ ایمنی باتری٬ به 3.2 تا 4.3 ولت کاهش پیدا می‌کند. این تبدیل 100 درصد کارآمد نیست و مقداری از انرژی به عنوان گرما از بین می‌رود. گرما ممکن است گوشی شما را کند کند٬ روند شارژ را به تاخیر انداخته و عمر باتری را کوتاه‌تر کند. در سناریوی دوم (5 ولت 6 آمپر)٬ ولتاژ پایین حدود ۵ ولت می‌تواند به راحتی توسط تلفن و باتری آن جابجا شود. همچنین گرمای کمتری نیز در زیر قاب گوشی تولید می‌شود. با این حال جریان بالاتر مستلزم سیم‌های ضخیم‌تر و کابل‌هایی ویژه است. به همین دلیل است که فناوری شارژ Dash Charge شرکت وان پلاس تنها با کابل‌های مخصوص این شرکت کار می‌کند. اگر یک کابل ناسازگار تشخیص داده شود٬ تلفن سرعت شارژ را محدود خواهد کرد٬ زیرا نمی‌داند که آیا آن سیم توان انتقال چنین جریانی را دارد یا خیر. اگر یک کابل نتواند جریان زیادتر از حد توانش را انتقال دهد٬ ذوب خواهد شد.
اما شاید بزرگ‌ترین چالش٬ خود باتری‌ها باشند…
باتری
طراحی نامحسوس باتری‌های لیتیوم یونی مدرن٬ کار خوبی را برای پنهان کردن ماهیت بی‌ثبات آن‌ها انجام داده است. اگر فیلم‌هایی از ترکیدن باتری‌ها و یا آتش گرفتن آن‌ها را تا به حال مشاهده کرده باشید٬ متوجه می‌شوید که در مورد چه چیزی صحبت می‌کنیم. از یک طرف مواد شیمیایی شدیدا واکنش پذیر به باتری اجازه می‌دهد تا مقدار زیادی انرژی را در خود ذخیره کند. از طرفی دیگر٬ آن‌ها استفاده از مدارهای ویژه را برای جلوگیری از شارژ بیش از حد و گرمای بیش از حد باتری‌ها اجباری می‌سازند.
اینکه یک باتری لیتیوم یونی با چه سرعتی می‌تواند شارژ ایمن را انتقال دهد٬ به طراحی آن بستگی دارد. سایز فیزیکی نیز یک دلیل مهم است. باتری‌های بزرگ‌تر این توانایی را دارند که سرعت شارژ بیشتری را ارائه کنند. اما اگر می‌خواهید همان سلول را دوباره طراحی کنید تا سریع‌تر از اندازه‌ی فیزیکی آن شارژ شود٬ باید اندازه‌ی عناصر داخل سلول را افزایش دهید که این امر به کاهش ظرفیت انرژی منجر می‌شود. نمونه‌ی واقعی این می‌تواند یک باتری 5 هزار میلی‌آمپر ساعتی در داخل گوشی ایسوس زنفون 6 باشد که با حداکثر سرعت 18 وات شارژ می‌شود. مهندسان این شرکت به ما گفته‌اند که یک باتری با همین اندازه‌ی فیزیکی که با سرعت 40 وات شارژ شود٬ قادر به نگهداری از 4 هزار میلی‌آمپر ساعت خواهد بود.
اما مهم نیست که باتری چقدر بزرگ است٬ سریع‌ترین نرخ شارژ می‌تواند تا زمانی که 70 درصد شارژ می‌شود ارائه شود. این بدان خاطر است که شارژ از محدوده دمایی تعیین شده تجاوز نکند. هرچه بیشتر از آستانه پیش بروید٬ جریان ورودی زیاد بنا به دلایل امنیتی کاهش میابد.
نادر بودن مشکلات مربوط به باتری٬ می‌تواند نشان دهد که طراحان فناوری باتری‌های گوشی‌های هوشمند سزاوار قدردانی بیشتری از سوی ما هستند. هرچند که آن‌ها همانند نمایشگرهای OLED یا لنز دوربین‌ها خیره کننده نیستند٬ اما مهندسی که در پشت این قضیه است٬ همانند سایر بخش‌های گوشی‌های هوشمند قابل تحسین است. شاید به همین خاطر هم هست که برنده‌ی جایزه نوبل شیمی 2019 به سازندگان باتری‌های لیتیوم یونی رسیده است.