विषय

• फास्ट चार्जिंग मानकों को समझाया
• USB पावर डिलीवरी
• क्वॉलकॉम क्विक चार्ज
• अन्य मानक
• कैसे तेजी से एक लिथियम आयन बैटरी चार्ज करने के लिए
• उच्च वोल्टेज पर फास्ट चार्जिंग?
• उच्च वोल्टेज का उपयोग क्यों करें?
• लपेटें
• सम्बंधित

आज के फोन में फास्ट चार्जिंग की सुविधा होनी चाहिए। यह व्यस्त दिनों में हमारी बैटरी को सबसे ऊपर रखता है। हालांकि, विभिन्न कंपनियों के विभिन्न मानकों के विभिन्न प्रकार हैं। कुछ केवल विशिष्ट केबल और चार्जर के साथ काम करते हैं, जबकि अन्य उच्च वोल्टेज का उपयोग करते हैं। यह सब थोड़ा भ्रमित कर सकता है, इसलिए हम इसका मतलब निकालने के लिए यहां हैं।

संक्षेप में, तेजी से चार्ज करने से इसकी क्षमता तेज भरने के लिए बैटरी को भेजे जाने वाले करंट में वृद्धि होती है। मूल USB विनिर्देश केवल 2.5 वाट (W) के लिए 5 वोल्ट (V) का उपयोग करके वर्तमान में 0.5 amps (A) भेजता है। फास्ट चार्जिंग तकनीक इन आंकड़ों को बढ़ाती है। हुआवेई के 10V / 4A सुपरचार्ज में 40W और सैमसंग के नवीनतम एडेप्टिव फास्ट चार्जिंग से 15W जूस का उत्पादन होता है। कुछ चीनी कंपनियां ऐसी चार्जिंग तकनीकें भी पेश करती हैं जो 100W तक हिट हो सकती हैं। सभी फास्ट चार्जिंग सेवाएं एक सामान्य विषय साझा करती हैं - अधिक शक्ति।

यह सिर्फ मूल अवलोकन है। बैटरी वास्तव में कैसे चार्ज होती है यह अधिक जटिल है। इससे पहले कि हम यह करें, इन सभी फास्ट चार्जिंग मानकों के बीच अंतर को और अधिक विस्तार से देखें।

फास्ट चार्जिंग मानकों को समझाया

USB पावर डिलीवरी

USB पॉवर डिलीवरी (USB-PD) 2012 में USB-IF द्वारा प्रकाशित आधिकारिक फास्ट चार्जिंग विनिर्देश है। किसी भी डिवाइस द्वारा मानक का उपयोग USB पोर्ट के साथ किया जा सकता है, बशर्ते इसके निर्माता में आवश्यक सर्किटरी और सॉफ़्टवेयर शामिल हों। सभी फास्ट चार्जिंग मानकों की तरह, USB-PD चार्जर और फोन के बीच संचार करने के लिए एक डेटा प्रोटोकॉल लागू करता है। यह चार्जर और हैंडसेट दोनों के लिए अधिकतम सहनीय बिजली वितरण पर बातचीत करता है।

USB पॉवर डिलीवरी, आउटपुट शक्ति के 100W तक के लिए मूल USB चार्जिंग गति को बढ़ाता है। उपलब्ध बिजली की मात्रा को अलग-अलग बिजली रेटिंगों में विभाजित किया जाता है, जो विभिन्न वोल्टेज पर काम करती हैं। 7.5W + और 15W + मोड फोन के लिए सर्वश्रेष्ठ हैं, जबकि 27W और इसके बाद के संस्करण लैपटॉप और अन्य उच्चतर बिजली उपकरणों के लिए हैं। मानक द्वि-दिशात्मक शक्ति का भी समर्थन करता है, जिससे आपका फोन अन्य बाह्य उपकरणों को चार्ज करने में सक्षम होता है।

Google की पिक्सेल श्रृंखला आधिकारिक पावर डिलीवरी विनिर्देश का उपयोग करती है, और प्रौद्योगिकी आज अधिकांश प्रमुख स्मार्टफ़ोन में समर्थित है। Apple iPhone 8, iPhone X, iPhone XS और नवीनतम मैकबुक में मानक को लागू करता है। हालांकि, कई कंपनियां अपने स्वामित्व के चार्जिंग मानकों को बॉक्स से बाहर रखना पसंद करती हैं।

क्वॉलकॉम क्विक चार्ज

क्वालकॉम के स्वामित्व वाली क्विक चार्ज तकनीक कभी स्मार्टफोन उद्योग में डिफ़ॉल्ट मानक थी, क्योंकि यह USB पावर डिलीवरी से पहले तेजी से चार्ज होने को लोकप्रिय बनाता था। क्विक चार्ज का नवीनतम 4.0+ संशोधन पावर डिलीवरी के साथ संगत है, जो तेज चार्जिंग गति और समर्थन की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अनुमति देता है।

क्विक चार्ज क्वालकॉम के स्नैपड्रैगन प्रोसेसर के साथ उपलब्ध एक वैकल्पिक सुविधा है। इसलिए सिर्फ इसलिए कि फोन में क्वालकॉम चिप नहीं है, इसका मतलब यह है कि यह क्विक चार्ज कम्पैटिबल है। फिर भी, फोन की एक विस्तृत श्रृंखला क्विक चार्ज सपोर्ट करती है, जिसमें LG V40, Xiaomi Mi 9, Samsung Galaxy Note 9, HTC U12 Plus और कई अन्य शामिल हैं। मानक की लोकप्रियता के कारण लीगेसी चार्जर और तीसरे पक्ष के सामान का एक विस्तृत पारिस्थितिकी तंत्र भी है।

अन्य मानक

स्मार्टफोन पारिस्थितिकी तंत्र में, कई मॉडल ऊपर के अधिक सर्वव्यापी मानकों के बजाय घर में प्रौद्योगिकियों का उपयोग करते हैं। हालाँकि, इन मानकों में से कुछ ही सही मायने में मालिकाना हैं। कई लोग सिर्फ एक अलग ब्रांड नाम के तहत पावर डिलेवरी या क्विक चार्ज को वापस ले लेते हैं या तकनीक के लिए कुछ विशिष्ट विशेषताओं की विशेषता रखते हैं - सैमसंग की एडाप्टिव चार्जिंग और मोटोरोला की टर्बो चार्जिंग तकनीक।

ओप्पो के VOOC और Huawei के सुपरचार्ज जैसे अन्य काफी अलग तरीके से काम करते हैं। ये वोल्टेज बढ़ाने के बजाए हाई पावर चार्जिंग के लिए करंट की मात्रा बढ़ाते हैं। SuperCharge, Super VOCC और OnePlus के WarpCharge 30 के साथ इन मालिकाना प्रौद्योगिकियों की चार्जिंग गति में पिछले कुछ वर्षों में बहुत वृद्धि हुई है, जो बाजार में सबसे तेज़ है। यहाँ कैसे सबसे आम प्रौद्योगिकियों के कुछ पक्ष की ओर से ढेर है।

कई मानकों का समर्थन करना संभव है या कम से कम विभिन्न फास्ट चार्जिंग विधियों के साथ संगतता के कुछ स्तर को सुनिश्चित करना। दुर्भाग्य से, यह विभिन्न चार्जर्स और यहां तक ​​कि विभिन्न केबलों वाले फोन का उपयोग करते समय आपको प्राप्त होने वाली सटीक चार्जिंग गति के बारे में बहुत अधिक अप्रत्याशितता की ओर जाता है।

कई फोन का परीक्षण करने के बाद, हमने पाया कि चार्जर और केबल के आधार पर प्रत्येक फोन ने कितनी शक्ति पर बातचीत की। सर्वोत्तम परिणाम आमतौर पर आपके हैंडसेट के साथ बॉक्स में आपूर्ति की गई केबल और चार्जर का उपयोग करके प्राप्त किए जाते हैं।

कैसे तेजी से एक लिथियम आयन बैटरी चार्ज करने के लिए

अब जब हम मानकों को कवर करते हैं, तो इस बात पर ध्यान दें कि वास्तव में कितनी तेजी से चार्ज करने से बैटरी के चार्जिंग चक्र में तेजी आती है। लिथियम आयन बैटरी स्मार्टफोन और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अंदर उपयोग किया जाता है जो एक रैखिक फैशन में चार्ज नहीं करते हैं। चार्जिंग चक्र दो अलग-अलग चरणों में टूट गया है।

पहला बढ़ता वोल्टेज, या निरंतर चालू चरण है। बैटरी वोल्टेज लगातार 2V से बढ़कर अपने 4.2V के चरम पर पहुंच जाता है क्योंकि यह ऊपर चार्ज होता है। यह सटीक बैटरी पर निर्भर करता है। इस चरण के दौरान बैटरी उच्चतम चोटी की धारा खींचती है, जो बैटरी वोल्टेज की चोटियों तक स्थिर रहती है।

वोल्टेज तब स्थिर हो जाता है और करंट गिरने लगता है। बैटरियां जो इस बिंदु से परे चार्ज करती हैं, कम धारा खींचती हैं और इसलिए धीमी गति से चार्ज होती हैं। यही कारण है कि आपके फ़ोन का पहला 50 या 60 प्रतिशत काफी तेजी से चार्ज होता है।

बैटरी चार्जिंग दो चरणों में होती है। राइजिंग वोल्टेज / निरंतर वर्तमान और निरंतर वोल्टेज / गिरने वाला वर्तमान। पहला चरण उच्च-वर्तमान फास्ट चार्जिंग के लिए उपयुक्त है।

फास्ट चार्जिंग तकनीकें निरंतर चालू चरण का फायदा उठाती हैं। अपने चरम वोल्टेज तक पहुंचने से पहले बैटरी में जितना संभव हो उतना चालू पंप। इसलिए, आपकी बैटरी 50 प्रतिशत से कम होने पर फास्ट चार्जिंग तकनीक सबसे प्रभावी होती हैं, लेकिन 80 प्रतिशत से गुजरने पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता। संयोग से, निरंतर वर्तमान चार्जिंग बैटरी के दीर्घकालिक स्वास्थ्य के लिए कम से कम हानिकारक अवधि है। उच्च निरंतर वोल्टेज, गर्मी के साथ, बैटरी जीवन के लिए हानिकारक है।

अंत में, बैटरी को वोल्टेज और करंट पास करने की मात्रा को फोन के अंदर चार्ज कंट्रोलर सर्किट के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। तापमान और वोल्टेज सेंसर के साथ युग्मित, नियंत्रक बैटरी की चार्ज गति और दीर्घकालिक स्वास्थ्य को अनुकूलित करने के लिए वर्तमान की मात्रा का प्रबंधन कर सकता है।

उच्च वोल्टेज पर फास्ट चार्जिंग?

आप में से कुछ ने यहाँ एक स्पष्ट मुद्दा देखा होगा। यदि लिथियम आयन बैटरी में 3 से 4.2V के आसपास एक विशिष्ट वोल्टेज है, तो क्या उच्च वोल्टेज चार्जर का उपयोग करना खतरनाक नहीं है?

आमतौर पर यह मामला होगा, लेकिन स्मार्टफोन सर्किट वोल्टेज को नीचे और ऊपर बढ़ाते हैं। यह शक्ति की मात्रा को उसी (P = IV) पर स्थानांतरित करता रहता है, लेकिन वोल्टेज को सही सीमा में ले जाता है। और नहीं, फास्ट चार्जिंग केबल एसी वोल्टेज रूपांतरण नहीं करते हैं। यदि आप चार्जर के पीछे देखते हैं, तो आप थोड़ा धराशायी डीसी करंट आइकन देख पाएंगे। USB हमेशा एक DC पॉवर डिलीवरी सिस्टम है।

हाई वोल्टेज फास्ट चार्जिंग सर्किट एक स्विच-मोड स्टेप-डाउन पावर सप्लाई का उपयोग करते हैं, जिसे हिरन इन्वर्टर भी कहा जाता है। यह सर्किट एक उच्च डीसी वोल्टेज लेता है और इसे कम डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करता है। आदर्श रूप से, यह व्युत्क्रम राशि को "चार्ज पंप" विशेषताओं के कारण वर्तमान से गुणा करता है। यह अनिवार्य रूप से बहुत सारे करंट के साथ संधारित्र को चार्ज करने के लिए इनपुट वोल्टेज को बढ़ाता है।

यह जटिल दिखता है, लेकिन दाईं ओर के ग्राफ़ का अनुसरण करें। विन से पीडब्लूएम सिग्नल बनाने के लिए उच्च इनपुट वोल्टेज स्विच ऑन और ऑफ करता है। यह संधारित्र Cout में प्रारंभकर्ता L के माध्यम से एक उच्च "पंपिंग" करंट को प्रेरित करता है। लोड (बैटरी) में हम एक उच्च धारा और कम औसत वोल्टेज (Vout) देखते हैं।

10V / 1A से 5V तक नीचे जाने के बाद आदर्श रूप से कनवर्टर के बाद 2A करंट प्राप्त होता है। वास्तविक दुनिया में, इन रूपांतरणों से जुड़े कुछ नुकसान हमेशा होते हैं (आमतौर पर ये 90 प्रतिशत से अधिक कुशल होते हैं), गर्मी के रूप में विच्छेदित होते हैं। स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति आमतौर पर एक रैखिक नियामक की तुलना में कम ऊर्जा बर्बाद करती है।

उच्च वोल्टेज का उपयोग क्यों करें?

उच्च वोल्टेज का उपयोग करने के दो मुख्य कारण हैं। सबसे पहले, स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति रैखिक नियामकों की तुलना में अधिक कुशल है जो गर्मी लंपटता के माध्यम से वोल्टेज में कमी करते हैं। यह हमारे फोन और उनकी बैटरी को ठंडा रखने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

दूसरा यूएसबी केबल पर बिजली के नुकसान से संबंधित है, विशेष रूप से लंबे समय तक वाले। एक अवरोधक, जैसे कि तार की लंबाई, वर्तमान में गुजरने वाले वोल्टेज (ओम का नियम V = IR) के आधार पर एक वोल्टेज को गिरा देता है। एक उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान का उपयोग करके एक ही शक्ति को संचारित करना केबल की लंबाई से कम बिजली खो देता है। यह अधिक कुशल है और क्यों मुख्य बिजली ग्रिड सैकड़ों वोल्ट है और 5 वी नहीं।

हालांकि, व्यापार बंद यह है कि हिरन नियामकों की तुलना में हिरन कन्वर्टर्स अधिक आसानी से वर्तमान-सीमित हैं। अधिकतम आउटपुट पावर ट्रांजिस्टर की पावर क्षमताओं के अलावा, प्रारंभ करनेवाला आकार, कैपेसिटर और वोल्टेज तरंग, साथ ही स्विचिंग आवृत्ति पर निर्भर करती है। अधिक परंपरागत रैखिक वोल्टेज नियामक के माध्यम से बहुत अधिक धाराओं तक पहुंचना संभव है। यही कारण है कि कुछ कम वोल्टेज 5V फास्ट चार्जिंग तकनीक, जैसे कि हुआवेई और ओप्पो के लोग, क्वालकॉम और सैमसंग से उच्च वोल्टेज हिर-स्विचिंग संस्करणों की तुलना में अधिक कुल बिजली प्रदान करते हैं।

मीडियाटेक की नवीनतम पंप एक्सप्रेस प्रौद्योगिकी स्विच मोड और रैखिक नियामक चार्ज दोनों को पूरा करती है।

ऊपर दिए गए आरेख से पता चलता है कि मीडियाटेक के पंपएक्सप्रेस 3.0 और 4.0 चार्जिंग करंट के 5 ए तक पहुंचने का प्रबंधन करते हैं। यदि एक 5A केबल जुड़ा हुआ है, तो इसकी तकनीक उच्च वर्तमान को सक्षम करने के लिए पारंपरिक स्विचिंग चार्जर को बायपास करती है। इस मामले में, सर्किट डेटा लाइनों पर आवश्यक वोल्टेज को बढ़ाता है, अधिकतम दक्षता के लिए वबस चार्ज वोल्टेज को बढ़ाता और कम करता है।

लपेटें

फास्ट चार्जिंग में विभिन्न प्रकार की संभावित तकनीकों को शामिल किया गया है, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के पेशेवरों और विपक्षों के साथ है। यह आंशिक रूप से क्यों बाजार पर कई अलग-अलग मानक हैं, क्योंकि कंपनियां चार्जिंग में तेजी लाने और बैटरी की दीर्घायु को अधिकतम करने के लिए अपने स्वयं के दृष्टिकोण लेती हैं।

कुछ पीढ़ियों पहले, उच्च वोल्टेज चार्जिंग आदर्श बन रहा था और अब प्रौद्योगिकियां कम नियंत्रित वोल्टेज और उच्च धाराओं को लागू कर रही हैं ताकि गति को और भी बढ़ाया जा सके। हालांकि, यह मोटा केबल आवश्यक है और एक और संगतता सिरदर्द जोड़ता है।

USB पावर डिलीवरी पहले से ही काफी व्यापक रूप से अपनाया गया है। यह संभवतः आगे बढ़ने वाले सभी यूएसबी चार्जिंग मानकों की रीढ़ की हड्डी का निर्माण करेगा, हालांकि हम इस सार्वभौमिक मानक का समर्थन करने पर शीर्ष पर अपने स्वयं के तेजी से समाधान के साथ कंपनियों के प्रयोग की संभावना देखेंगे।

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