Isi

• Standar pengisian cepat dijelaskan
• Pengiriman Daya USB
• Pengisian Cepat Qualcomm
• Standar lainnya
• Cara cepat mengisi baterai Lithium-ion
• Pengisian cepat pada tegangan tinggi?
• Mengapa menggunakan tegangan yang lebih tinggi?
• Bungkus
• Terkait

Pengisian cepat adalah fitur yang harus ada di ponsel hari ini. Itu membuat baterai kita diisi ulang melalui hari-hari yang sibuk. Namun, ada berbagai standar berbeda dari perusahaan yang berbeda. Beberapa hanya bekerja dengan kabel dan pengisi daya tertentu, sementara yang lain menggunakan voltase lebih tinggi. Itu semua bisa sedikit membingungkan, jadi kami di sini untuk memahaminya.

Singkatnya, pengisian cepat meningkatkan arus yang dikirim ke baterai untuk mengisi kapasitasnya lebih cepat. Spesifikasi USB dasar hanya mengirimkan arus 0,5 amp (A) menggunakan 5 volt (V) hanya dengan 2,5 watt (W). Teknologi pengisian cepat meningkatkan angka-angka ini. 10V / 4A SuperCharge dari Huawei menghasilkan 40W dan Pengisian Cepat Adaptif terbaru Samsung menghasilkan jus 15W. Beberapa perusahaan Cina bahkan membanggakan teknologi pengisian daya yang dapat mencapai hingga 100W. Semua layanan pengisian cepat berbagi tema umum - lebih banyak kekuatan.

Itu hanya gambaran dasar. Bagaimana baterai sebenarnya mengisi lebih rumit. Sebelum kita membahasnya, mari kita lihat perbedaan antara semua standar pengisian cepat ini secara lebih rinci.

Standar pengisian cepat dijelaskan

Pengiriman Daya USB

USB Power Delivery (USB-PD) adalah spesifikasi pengisian cepat resmi yang diterbitkan oleh USB-IF pada tahun 2012. Standar ini dapat digunakan oleh perangkat apa pun dengan port USB, asalkan pabrikannya menyertakan sirkuit dan perangkat lunak yang diperlukan. Sama seperti semua standar pengisian cepat, USB-PD mengimplementasikan protokol data untuk berkomunikasi antara pengisi daya dan telepon. Ini menegosiasikan pengiriman daya maksimum yang dapat ditoleransi untuk pengisi daya dan handset.

Pengiriman Daya USB menambah kecepatan pengisian USB dasar hingga 100W daya output. Jumlah daya yang tersedia dibagi menjadi peringkat daya yang berbeda, yang beroperasi pada tegangan yang berbeda. Mode 7.5W + dan 15W + terbaik untuk ponsel, sedangkan 27W dan di atasnya untuk laptop dan perangkat daya tinggi lainnya. Standar ini juga mendukung daya dua arah, memungkinkan ponsel Anda untuk mengisi daya periferal lain.

Seri Pixel Google menggunakan spesifikasi Pengiriman Daya resmi, dan teknologi ini didukung di sebagian besar smartphone andalan saat ini. Apple juga menerapkan standar di iPhone 8, iPhone X, iPhone XS, dan MacBook terbaru. Namun, banyak perusahaan lebih memilih standar pengisian milik sendiri di luar kotak.

Pengisian Cepat Qualcomm

Teknologi Quick Charge yang dimiliki Qualcomm dulunya merupakan standar standar dalam industri ponsel cerdas, karena mempopulerkan pengisian cepat sebelum Pengiriman Daya USB. Revisi Quick 4.0+ yang terbaru 4.0+ kompatibel dengan Power Delivery, memungkinkan kecepatan pengisian daya yang lebih cepat dan jangkauan dukungan yang lebih luas.

Pengisian Cepat adalah fitur opsional yang tersedia dengan prosesor Snapdragon Qualcomm. Jadi hanya karena ponsel memiliki chip Qualcomm, bukan berarti ponsel ini kompatibel dengan Quick Charge. Meski begitu, berbagai ponsel memiliki dukungan Quick Charge, termasuk LG V40, Xiaomi Mi 9, Samsung Galaxy Note 9, HTC U12 Plus, dan banyak lagi. Ada juga ekosistem luas pengisi daya warisan dan aksesori pihak ketiga di luar sana, karena popularitas standar.

Standar lainnya

Dalam ekosistem smartphone, banyak model menggunakan teknologi in-house daripada standar yang lebih umum di mana-mana. Namun, hanya beberapa dari standar ini yang benar-benar eksklusif. Banyak yang hanya Pengiriman Daya atau Pengisian Ulang Cepat dengan nama merek yang berbeda atau menampilkan beberapa penyesuaian khusus untuk teknologi - Pengisian Adaptif Samsung dan teknologi Pengisian Turbo Motorola muncul dalam pikiran.

Lainnya seperti VOOC Oppo dan SuperCharge Huawei beroperasi sangat berbeda. Ini sangat meningkatkan jumlah arus untuk pengisian daya tinggi daripada meningkatkan tegangan. Kecepatan pengisian teknologi eksklusif ini telah meningkat pesat selama bertahun-tahun, dengan SuperCharge, Super VOCC, dan OnePlus ’WarpCharge 30 menjadi salah satu yang tercepat di pasar. Berikut adalah bagaimana beberapa teknologi yang paling umum menumpuk secara berdampingan.

Dimungkinkan untuk mendukung beberapa standar atau setidaknya memastikan beberapa tingkat kompatibilitas dengan metode pengisian cepat yang berbeda. Sayangnya, hal ini menyebabkan banyak ketidakpastian tentang kecepatan pengisian yang tepat yang akan Anda terima ketika menggunakan ponsel dengan pengisi daya yang berbeda dan bahkan kabel yang berbeda.

Setelah menguji beberapa telepon, kami menemukan variasi luas dalam berapa banyak daya masing-masing ponsel dinegosiasikan, tergantung pada pengisi daya dan kabel yang digunakan. Hasil terbaik biasanya dicapai dengan menggunakan kabel dan pengisi daya yang disediakan dalam kotak dengan handset Anda.

Cara cepat mengisi baterai Lithium-ion

Sekarang kita telah membahas standarnya, mari kita selidiki seberapa cepat pengisian sebenarnya mempercepat siklus pengisian baterai. Baterai lithium-ion yang digunakan di dalam ponsel cerdas dan gadget elektronik lainnya tidak dikenakan biaya secara linier. Siklus pengisian dibagi menjadi dua fase yang berbeda.

Yang pertama adalah peningkatan tegangan, atau fase arus konstan. Tegangan baterai terus meningkat dari serendah 2V hingga puncaknya di sekitar 4.2V saat mengisi. Ini bervariasi tergantung pada baterai yang tepat. Baterai menarik arus puncak tertinggi selama fase ini, yang tetap konstan sampai tegangan baterai memuncak.

Tegangan kemudian menjadi konstan dan arus mulai turun. Baterai yang mengisi daya melebihi titik ini menarik lebih sedikit arus dan karenanya mengisi lebih lambat. Inilah sebabnya mengapa 50 atau 60 persen pertama dari ponsel Anda mengisi daya jauh lebih cepat.

Pengisian baterai terjadi dalam dua fase. Tegangan naik / arus konstan dan tegangan konstan / arus turun. Fase pertama cocok untuk pengisian cepat arus tinggi.

Teknologi pengisian cepat mengeksploitasi fase arus konstan. Memompa arus sebanyak mungkin ke baterai sebelum mencapai tegangan puncaknya. Oleh karena itu, teknologi pengisian cepat paling efektif ketika baterai Anda kurang dari 50 persen penuh, tetapi tidak banyak berpengaruh ketika Anda melewati 80 persen. Kebetulan, pengisian arus konstan adalah periode yang paling tidak merugikan bagi kesehatan jangka panjang baterai. Tegangan konstan yang lebih tinggi, bersama dengan panas, merusak masa pakai baterai.

Akhirnya, jumlah tegangan dan arus yang dilewatkan ke baterai dikendalikan melalui sirkuit pengontrol muatan di dalam telepon. Ditambah dengan sensor suhu dan tegangan, pengontrol dapat mengatur jumlah arus untuk mengoptimalkan kecepatan pengisian baterai dan kesehatan jangka panjang.

Pengisian cepat pada tegangan tinggi?

Beberapa dari Anda mungkin telah menemukan masalah nyata di sini. Jika baterai lithium-ion memiliki tegangan tipikal sekitar 3 hingga 4.2V, bukankah berbahaya menggunakan pengisi daya tegangan lebih tinggi?

Biasanya hal ini akan terjadi, tetapi sirkuit smartphone menurunkan tegangan dan arus naik. Ini menjaga jumlah daya yang ditransfer sama (P = IV), tetapi memindahkan tegangan ke kisaran yang benar. Dan tidak, kabel pengisian cepat tidak melakukan konversi tegangan AC. Jika Anda melihat di bagian belakang pengisi daya, Anda akan dapat melihat ikon DC current yang sedikit putus ⎓. USB selalu merupakan sistem pengiriman daya DC.

Tegangan tinggi sirkuit pengisian cepat menggunakan catu daya step-down switch-mode, juga dikenal sebagai buck buck. Sirkuit ini mengambil tegangan DC tinggi dan mengubahnya menjadi tegangan DC yang lebih rendah. Idealnya, itu juga mengalikan arus dengan jumlah terbalik karena karakteristik "pompa pengisian" nya. Ini pada dasarnya adalah sakelar yang mengubah voltase input untuk mengisi kapasitor dengan banyak arus.

Ini terlihat rumit, tetapi ikuti grafik di sebelah kanan. Tegangan input tinggi menyala dan mati untuk membuat sinyal PWM dari Vin. Ini menginduksi arus "pemompaan" yang tinggi melalui induktor L ke kapasitor Cout. Pada beban (baterai) kita melihat arus tinggi dan tegangan rata-rata rendah (Vout).

Mengundurkan diri dari 10V / 1A ke 5V idealnya menghasilkan arus 2A setelah konverter. Di dunia nyata, selalu ada beberapa kerugian yang terkait dengan konversi ini (biasanya ini di atas 90 persen efisien), hilang sebagai panas. Catu daya switch-mode juga biasanya membuang energi lebih sedikit daripada regulator linier.

Mengapa menggunakan tegangan yang lebih tinggi?

Ada dua alasan utama untuk menggunakan tegangan yang lebih tinggi. Pertama, catu daya mode sakelar lebih efisien daripada regulator linier yang mengurangi voltase melalui pembuangan panas. Ini sangat penting untuk menjaga ponsel dan baterai mereka tetap dingin.

Yang kedua berhubungan dengan kehilangan daya melalui kabel USB, terutama yang lebih panjang. Sebuah resistor, seperti panjang kawat, menjatuhkan tegangan berdasarkan arus yang melewatinya (hukum Ohm V = IR). Mentransmisikan daya yang sama dengan menggunakan tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih rendah kehilangan daya yang lebih besar dari panjang kabel. Ini lebih efisien dan mengapa jaringan listrik utama adalah ratusan volt dan bukan 5V.

Namun, trade-off adalah bahwa konverter buck lebih mudah dibatasi saat ini daripada regulator linier. Daya output maksimum tergantung pada ukuran induktor, kapasitor dan riak tegangan, serta frekuensi switching, di samping kemampuan daya transistor. Hanya mungkin untuk mencapai arus yang sangat tinggi melalui regulator tegangan linier yang lebih tradisional. Inilah sebabnya mengapa beberapa teknologi pengisian daya cepat tegangan rendah 5V, seperti yang dari Huawei dan OPPO, menawarkan lebih banyak daya total daripada versi buck-switching tegangan tinggi dari Qualcomm dan Samsung.

Teknologi Pump Express terbaru MediaTek melayani mode sakelar dan pengisian regulator linier.

Diagram di atas menunjukkan bagaimana PumpTxpress 3.0 dan 4.0 MediaTek mengelola untuk mencapai hingga 5A dari arus pengisian. Jika kabel 5A terhubung, teknologinya memotong charger switching konvensional untuk memungkinkan arus yang lebih tinggi. Dalam hal ini, sirkuit menegosiasikan tegangan yang diperlukan pada jalur data, menaikkan dan menurunkan tegangan pengisian Vbus untuk efisiensi maksimum.

Bungkus

Pengisian cepat mencakup berbagai teknologi yang mungkin berbeda, masing-masing dengan pro dan kontra sendiri. Ini adalah sebagian alasan mengapa ada begitu banyak standar berbeda di pasaran, karena perusahaan mengambil pendekatan sendiri untuk mempercepat pengisian dan memaksimalkan umur baterai.

Beberapa generasi yang lalu, pengisian tegangan tinggi menjadi norma dan sekarang teknologi menerapkan tegangan yang lebih rendah dan arus yang dikendalikan untuk meningkatkan kecepatan lebih jauh. Namun, ini membutuhkan kabel yang lebih tebal dan menambah sakit kepala kompatibilitas lainnya.

Pengiriman Daya USB sudah cukup banyak diadopsi. Ini mungkin akan membentuk tulang punggung dari semua standar pengisian USB di masa mendatang, meskipun kita mungkin akan melihat perusahaan bereksperimen dengan solusi mereka sendiri yang lebih cepat di atas mendukung standar universal ini.

Terkait

• Berikut adalah ponsel terbaik dengan baterai pengisian cepat
• Berikut adalah pengisi daya Samsung Galaxy terbaik
• Quick Charge 3.0 menjelaskan: apa yang perlu Anda ketahui
• Kabel pengisian tercepat - mana yang terbaik untuk Anda?
• 6 mitos baterai umum yang mungkin Anda yakini
• Cara memperbaiki masalah pembuangan baterai Android dan memperpanjang masa pakai baterai
• Ponsel pintar Android dengan daya tahan baterai terbaik
• Ponsel terbaik dengan kemampuan pengisian nirkabel
•  Kebiasaan pengisian daya untuk memaksimalkan masa pakai baterai
• Pengisi daya nirkabel terbaik - apa pilihan Anda?