NộI Dung

• Tiêu chuẩn sạc nhanh giải thích
• Giao hàng bằng điện USB
• Sạc nhanh Qualcomm
• Các tiêu chuẩn khác
• Cách sạc nhanh pin lithium-ion
• Sạc nhanh ở điện áp cao?
• Tại sao sử dụng điện áp cao hơn?
• Gói lại
• Liên quan

Sạc nhanh là một tính năng bắt buộc phải có trong điện thoại ngày nay. Nó giữ cho pin của chúng tôi đứng đầu trong những ngày bận rộn. Tuy nhiên, có một loạt các tiêu chuẩn khác nhau từ các công ty khác nhau. Một số chỉ hoạt động với các loại cáp và bộ sạc cụ thể, trong khi một số khác sử dụng điện áp cao hơn. Tất cả có thể có một chút khó hiểu, vì vậy chúng tôi ở đây để hiểu ý nghĩa của nó.

Tóm lại, sạc nhanh làm tăng dòng điện gửi đến pin để làm đầy dung lượng nhanh hơn. Thông số kỹ thuật USB cơ bản chỉ gửi 0,5 ampe (A) dòng điện sử dụng 5 volt (V) cho chỉ 2,5 watt (W). Công nghệ sạc nhanh thúc đẩy những con số này. Siêu tốc Huawei Huawei 10V / 4A sản xuất 40W và Sạc nhanh thích ứng mới nhất của Samsung, sản xuất 15W nước ép. Một số công ty Trung Quốc thậm chí còn tự hào về các công nghệ sạc có thể đạt tới 100W. Tất cả các dịch vụ sạc nhanh đều có chung một chủ đề - nhiều năng lượng hơn.

Đó chỉ là tổng quan cơ bản. Làm thế nào một pin thực sự sạc lên là phức tạp hơn. Trước khi chúng ta hiểu điều đó, hãy để Hãy xem xét sự khác biệt giữa tất cả các tiêu chuẩn sạc nhanh này một cách chi tiết hơn.

Tiêu chuẩn sạc nhanh giải thích

Giao hàng bằng điện USB

USB Power Delivery (USB-PD) là thông số sạc nhanh chính thức được xuất bản bởi USB-IF vào năm 2012. Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng bởi bất kỳ thiết bị nào có cổng USB, miễn là nhà sản xuất của nó bao gồm các mạch và phần mềm cần thiết. Giống như tất cả các tiêu chuẩn sạc nhanh, USB-PD thực hiện giao thức dữ liệu để liên lạc giữa bộ sạc và điện thoại. Điều này đàm phán cung cấp năng lượng chấp nhận tối đa cho cả bộ sạc và thiết bị cầm tay.

USB Power Delivery tăng tốc độ sạc USB cơ bản cho công suất đầu ra lên tới 100W. Lượng điện năng có sẵn được chia thành các mức công suất khác nhau, hoạt động ở các mức điện áp khác nhau. Các chế độ 7.5W + và 15W + là tốt nhất cho điện thoại, trong khi 27W trở lên dành cho máy tính xách tay và các thiết bị có công suất cao hơn khác. Tiêu chuẩn cũng hỗ trợ năng lượng hai chiều, cho phép điện thoại của bạn sạc các thiết bị ngoại vi khác.

Dòng Google Pixel Pixel sử dụng thông số kỹ thuật Power Delivery chính thức và công nghệ này được hỗ trợ trong phần lớn các điện thoại thông minh hàng đầu hiện nay. Apple cũng thực hiện tiêu chuẩn trong iPhone 8, iPhone X, iPhone XS và MacBook mới nhất. Tuy nhiên, nhiều công ty thích tiêu chuẩn sạc độc quyền của riêng họ ra khỏi hộp.

Sạc nhanh Qualcomm

Công nghệ sạc nhanh độc quyền của Qualcomm, đã từng là tiêu chuẩn mặc định trong ngành công nghiệp điện thoại thông minh, vì nó phổ biến tính năng sạc nhanh trước khi giao hàng USB Power. Phiên bản 4.0+ mới nhất của Quick Charge tương thích với Power Delivery, cho phép tốc độ sạc nhanh hơn và phạm vi hỗ trợ rộng hơn.

Quick Charge là một tính năng tùy chọn có sẵn với bộ xử lý Qualcomm giật Snapdragon. Vì vậy, chỉ vì một chiếc điện thoại có chip Qualcomm không có nghĩa là nó tương thích với Quick Charge. Mặc dù vậy, một loạt điện thoại tự hào hỗ trợ Quick Charge, bao gồm LG V40, Xiaomi Mi 9, Samsung Galaxy Note 9, HTC U12 Plus, và nhiều hơn nữa. Ngoài ra, còn có một hệ sinh thái rộng lớn gồm các bộ sạc cũ và các phụ kiện của bên thứ ba, do mức độ phổ biến của tiêu chuẩn.

Các tiêu chuẩn khác

Trong hệ sinh thái điện thoại thông minh, nhiều mẫu máy sử dụng các công nghệ nội bộ hơn là các tiêu chuẩn phổ biến hơn ở trên. Tuy nhiên, chỉ có một vài trong số các tiêu chuẩn này là thực sự độc quyền. Nhiều người chỉ là Power Delivery hoặc Quick Charge được đóng gói lại dưới một tên thương hiệu khác hoặc có một số điều chỉnh cụ thể cho công nghệ - Công nghệ sạc thích ứng Samsung và Turbo Turbo Motorola xuất hiện trong tâm trí.

Những người khác như OppoTHER VOOC và Huawei, SuperCharge hoạt động hoàn toàn khác nhau. Những thứ này làm tăng đáng kể lượng dòng điện để sạc điện cao hơn là tăng điện áp. Tốc độ sạc của các công nghệ độc quyền này đã tăng lên rất nhiều trong những năm qua, với SuperCharge, Super VOCC và OnePlus xông WarpCharge 30 là một trong những sản phẩm nhanh nhất trên thị trường. Đây là cách một số công nghệ phổ biến nhất xếp cạnh nhau.

Có thể hỗ trợ nhiều tiêu chuẩn hoặc ít nhất là đảm bảo một số mức độ tương thích với các phương thức sạc nhanh khác nhau. Thật không may, điều này dẫn đến rất nhiều điều không thể đoán trước về tốc độ sạc chính xác mà bạn sẽ nhận được khi sử dụng điện thoại với các bộ sạc khác nhau và thậm chí cả các loại cáp khác nhau.

Sau khi thử nghiệm một số điện thoại, chúng tôi đã tìm thấy một sự khác biệt lớn về mức độ mỗi điện thoại được đàm phán, tùy thuộc vào bộ sạc và cáp được sử dụng. Các kết quả tốt nhất thường đạt được bằng cách sử dụng cáp và bộ sạc được cung cấp trong hộp cùng với điện thoại của bạn.

Cách sạc nhanh pin lithium-ion

Bây giờ, chúng tôi đã đưa ra các tiêu chuẩn, hãy để sâu vào việc sạc nhanh thực sự tăng tốc cho chu kỳ sạc pin. Pin lithium-ion được sử dụng bên trong điện thoại thông minh và các thiết bị điện tử khác không sạc điện theo kiểu tuyến tính. Chu kỳ sạc được chia thành hai giai đoạn riêng biệt.

Đầu tiên là điện áp tăng, hoặc pha dòng không đổi. Điện áp pin tăng đều từ mức thấp nhất là 2V lên đến mức cao nhất là khoảng 4.2V khi sạc lên. Điều này thay đổi tùy thuộc vào pin chính xác. Pin rút ra dòng điện cực đại cao nhất trong giai đoạn này, không đổi cho đến khi điện áp pin đạt cực đại.

Điện áp sau đó trở nên không đổi và dòng điện bắt đầu giảm. Pin sạc quá điểm này sẽ tiêu thụ ít dòng điện hơn và do đó sạc chậm hơn. Đây là lý do tại sao 50 hoặc 60 phần trăm đầu tiên của điện thoại của bạn sạc nhanh hơn đáng kể.

Sạc pin xảy ra trong hai giai đoạn. Điện áp tăng / dòng không đổi và điện áp không đổi / dòng rơi. Giai đoạn đầu tiên phù hợp để sạc nhanh dòng điện cao.

Công nghệ sạc nhanh khai thác giai đoạn hiện tại không đổi. Bơm càng nhiều dòng điện càng tốt vào pin trước khi nó đạt đến điện áp cực đại. Do đó, các công nghệ sạc nhanh hiệu quả nhất khi pin của bạn đầy chưa đến 50 phần trăm, nhưng hầu như không có tác dụng gì khi bạn vượt qua 80 phần trăm. Ngẫu nhiên, sạc liên tục hiện tại là khoảng thời gian ít gây bất lợi nhất cho sức khỏe lâu dài của pin. Điện áp không đổi cao hơn, cùng với nhiệt, gây bất lợi cho tuổi thọ pin.

Cuối cùng, lượng điện áp và dòng điện truyền vào pin được điều khiển thông qua mạch điều khiển sạc bên trong điện thoại. Kết hợp với cảm biến nhiệt độ và điện áp, bộ điều khiển có thể quản lý lượng dòng điện để tối ưu hóa tốc độ sạc pin và sức khỏe lâu dài.

Sạc nhanh ở điện áp cao?

Một số bạn có thể đã phát hiện ra một vấn đề rõ ràng ở đây. Nếu pin lithium-ion có điện áp điển hình khoảng 3 đến 4.2V, thì có nguy hiểm khi sử dụng bộ sạc điện áp cao hơn không?

Thông thường đây sẽ là trường hợp, nhưng mạch điện thoại thông minh giảm điện áp và hiện lên. Điều này giữ cho lượng điện năng được truyền giống nhau (P = IV), nhưng di chuyển điện áp vào phạm vi chính xác. Và không, cáp sạc nhanh don do do chuyển đổi điện áp AC. Nếu bạn nhìn vào mặt sau của bộ sạc, bạn sẽ có thể phát hiện ra biểu tượng dòng điện DC nhỏ nét. USB luôn là một hệ thống cung cấp điện DC.

Mạch sạc nhanh điện áp cao sử dụng nguồn cấp điện bước xuống chế độ chuyển đổi, còn được gọi là biến tần buck. Mạch này lấy điện áp DC cao và chuyển đổi thành điện áp DC thấp hơn. Một cách lý tưởng, nó cũng nhân dòng điện với số lượng nghịch đảo nhờ các đặc tính bơm bơm điện tử của nó. Nó về cơ bản là một công tắc bật tắt điện áp đầu vào để sạc một tụ điện với rất nhiều dòng điện.

Điều này có vẻ phức tạp, nhưng làm theo các biểu đồ bên phải. Điện áp đầu vào cao bật và tắt để tạo tín hiệu PWM từ Vin. Điều này tạo ra một dòng điện cao cấp được bơm qua các cuộn cảm L vào tụ Cout. Khi tải (pin), chúng ta thấy một điện áp cao và trung bình thấp (Vout).

Bước xuống từ 10V / 1A đến 5V lý tưởng sẽ tạo ra dòng 2A sau bộ chuyển đổi. Trong thế giới thực, luôn có một số mất mát liên quan đến các chuyển đổi này (thường là các hiệu suất trên 90 phần trăm), tiêu tan dưới dạng nhiệt. Nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi cũng thường lãng phí ít năng lượng hơn so với bộ điều chỉnh tuyến tính.

Tại sao sử dụng điện áp cao hơn?

Có hai lý do chính để sử dụng điện áp cao hơn. Đầu tiên, nguồn cung cấp năng lượng ở chế độ chuyển đổi hiệu quả hơn các bộ điều chỉnh tuyến tính làm giảm điện áp thông qua tản nhiệt. Điều này đặc biệt quan trọng để giữ cho điện thoại của chúng tôi và pin của chúng mát.

Thứ hai liên quan đến việc mất điện qua cáp USB, đặc biệt là các cáp dài hơn. Một điện trở, chẳng hạn như chiều dài của dây, làm giảm điện áp dựa trên dòng điện đi qua nó (định luật Ohm V = IR). Truyền cùng một công suất sử dụng điện áp cao hơn và dòng điện thấp hơn sẽ mất ít năng lượng hơn chiều dài của cáp. Điều này là hiệu quả hơn và tại sao lưới điện chính là hàng trăm volt và không phải là 5V.

Tuy nhiên, sự đánh đổi là các bộ chuyển đổi buck dễ bị giới hạn dòng điện hơn các bộ điều chỉnh tuyến tính. Công suất đầu ra tối đa phụ thuộc vào kích thước cuộn cảm, tụ điện và gợn điện áp, cũng như tần số chuyển mạch, ngoài khả năng công suất của các bóng bán dẫn. Nó chỉ có thể đạt được dòng điện rất cao thông qua bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính truyền thống hơn. Đây là lý do tại sao một số công nghệ sạc nhanh 5V điện áp thấp, như các công nghệ của Huawei và OPPO, cung cấp tổng công suất cao hơn so với các phiên bản chuyển đổi điện áp cao hơn từ Qualcomm và Samsung.

Công nghệ Pump Express mới nhất của MediaTekest phục vụ cả chế độ chuyển đổi và sạc điều chỉnh tuyến tính.

Sơ đồ trên cho thấy cách MediaTek từ PumpExpress 3.0 và 4.0 quản lý để đạt tới 5A dòng sạc. Nếu cáp 5A được kết nối, công nghệ của nó sẽ bỏ qua bộ sạc chuyển đổi thông thường để cho phép dòng điện cao hơn. Trong trường hợp này, mạch đàm phán điện áp cần thiết trên các đường dữ liệu, tăng và giảm điện áp sạc Vbus để đạt hiệu quả tối đa.

Gói lại

Sạc nhanh bao gồm một loạt các công nghệ khác nhau có thể, mỗi công nghệ đều có ưu và nhược điểm riêng. Đây là một phần lý do tại sao có rất nhiều tiêu chuẩn khác nhau trên thị trường, khi các công ty thực hiện các phương pháp riêng để tăng tốc độ sạc và tối đa hóa tuổi thọ của pin.

Một vài thế hệ trước, sạc điện áp cao đã trở thành tiêu chuẩn và bây giờ các công nghệ đang thực hiện các điện áp được điều khiển thấp hơn và dòng điện cao để tăng tốc độ hơn nữa. Tuy nhiên, điều này đòi hỏi cáp dày hơn và thêm một vấn đề đau đầu tương thích.

USB Power Delivery đã được áp dụng khá rộng rãi. Nó có thể sẽ tạo thành xương sống của tất cả các tiêu chuẩn sạc USB trong tương lai, mặc dù chúng ta có thể sẽ thấy các công ty thử nghiệm các giải pháp thậm chí nhanh hơn của riêng họ để hỗ trợ tiêu chuẩn phổ quát này.

Liên quan

• Dưới đây là những điện thoại tốt nhất có pin sạc nhanh
• Dưới đây là bộ sạc Samsung Galaxy tốt nhất
• Quick Charge 3.0 đã giải thích: những gì bạn cần biết
• Cáp sạc nhanh nhất - cái nào là tốt nhất cho bạn?
• 6 huyền thoại về pin phổ biến mà bạn có thể tin
• Cách khắc phục sự cố hao pin Android và kéo dài tuổi thọ pin
• Điện thoại thông minh Android có tuổi thọ pin tốt nhất
• Điện thoại tốt nhất có khả năng sạc không dây
•  Thói quen sạc pin để tối đa hóa tuổi thọ pin
• Bộ sạc không dây tốt nhất - lựa chọn của bạn là gì?