Hızlı Şarj Nedir? Nasıl Çalışır?
Günümüzde pek çok telefon ve akıllı cihaz hızlı şarj özelliği ile birlikte satılmaya başlandı. Üreticilerin çoğu "%80 doluluk oranına 30 dakikada ulaşır" gibi cümleler kurarken, tüketiciler de sanki hep varmış gibi kolayca benimsedikleri hızlı şarj özelliğine sahip cihazlara daha fazla yönelir oldular. Pek çok insanın akıllı telefonlarını günde bir defadan fazla şarj etmeye ihtiyaç duymaya başlamalarıyla birlikte hızlı şarj teknolojileri de büyük bir hızla yayılmaya başladılar. Zaten hızlı şarj olmasaydı boyutlarıyla birlikte güç tüketimleri de büyüyen akıllı telefonların kocaman pillerinin şarj edilmesi belki de saatlerce sürecek ve bu da ister istemez tüm tüketicileri rahatsız etmeye başlayacaktı.
En basit açıklamaya bakacak olursak hızlı şarj için telefonun piline iletilen watt (W) miktarındaki artış diyebiliriz. Bir USB portu bağlı olduğu cihaza 2.5W gönderebilirken, hızlı şarj adaptörleri bu miktarı artırabilmektedirler. Günümüzde satılan pek çok cihazla birlikte 15W'lık şarj adaptörleri verilirken bazı markaların adaptörleri 50W, 80W ve 100W gibi değerleri de görebilmektedirler. Hızlı şarj işleminin nasıl çalıştığına geçmeden önce basit bir elektrik formülüne göz atmakta fayda var. Watt basitçe bir güç birimidir ve elektrikli cihazların birim zamanda harcadığı enerji miktarını tanımlamak için kullanılır. Formülü Watt = Akım (Amper) x Gerilim (Volt) olarak belirlenmiştir. Yani şarj adaptörlerinin üzerinde görmeye alışık olduğumuz 3A/5V gibi değerlere bakarak o şarj adaptörünün iletebileceği maksimum gücün kaç watt (örneğimizde 3 x 5 = 15 watt) olabileceğini hesaplayabiliriz.
Daha önceden fark ettiğiniz üzere üreticiler çoğunlukla cihazlarının %50 veya %80 doluluk oranına ne kadar süre içinde ulaşacaklarını söyler ve bu rakamlar üzerinden tanıtımlarını yaparlar. Burada kullanılan rakamların tam şarj yerine hep daha düşük olmasının nedeni kullanılan hızlı şarj teknolojisi değil, cihazların içindeki lithium-ion pillerdir. Bu pillerin şarj olma döngülerine baktığımızda, boştan doluya doğru, zamanla yavaşlayan bir grafik çizdiğini görürüz. Bu nedenle de lithium-ion piller önce belli bir seviyeye kadar çok hızlı dolmuş gibi görünürken tam şarja ulaşmaları uzun sürer.
Şarj süreci üç aşamada incelenebilir; sabit akım, doygunluk ve damlatma.
- Sabit Akım: Voltaj (akım) tepe noktasına kadar yükselir ve en üst seviyede sabit kalır. Cihaza en fazla gücün iletildiği aşama bu nedenle sabit akım aşamasıdır.
- Doygunluk: Bu aşamada akım en üst noktasına ulaşmış ve artık düşüşe geçmeye başlamıştır.
- Damlatma: Pil tamamen dolmuştur. Bu aşamada ya yavaşça pile güç verilmeye devam edilir ya da periyodik olarak cihazın harcadığı güç tekrar yerine konur.
Cihaza iletilen güç ve şarj süresi hızlı şarj cihazının üretici standardıyla doğrudan ilgilidir. Farklı üreticiler hızlı şarj konusunda farklı standartlar belirlemişler ve bu da ortaya pilleri farklı sürelerde dolan birçok cihaz çıkmasına neden olmuştur. Aşağıda farklı üreticiler tarafından kullanılan hızlı şarj standartlarının açıklamalarını görebilirsiniz:
- USB Power Delivery: Birçok cihaz üreticisi neredeyse 20 yıldır cihazlarının pillerine güç iletimini sağlamak için 2.5W çıkış gücüne sahip USB kablolarına güveniyor. Hatta Apple bile Lightning kablolarınının adaptörlerine bağlanan tarafını USB yapmaya devam ediyor. Zamanla USB portlarının daha fazla güç iletmesine ihtiyaç duyulduğundan dolayı USB-PD standardı geliştirildi. USB-PD standardıyla birlikte çıkış gücü 2.5W'tan 100W'a yükseltildi ve geniş bir ürün ağında kullanılabilir hale geldi. Günümüzde tüm USB 4 cihazları USB-PD teknolojisine de sahiptir.
- Qualcomm Quick Charge: Qualcomm birçok amiral gemisi Android cihaz için işlemci üretimi yaşan büyük bir firmadır. Qualcomm tarafından üretilen işlemcilerin içinde aynı zamanda firmanın geliştirmiş olduğu hızlı şarj standardı olan Qualcomm Quick Charge da bulunmaktadır. Bu standartla birlikte cihazlar 100W maksimum çıkış gücüne sahip olabilmektedirler.
- Samsung Adaptive Fast Charging: Bu standart genellikle Galaxy serisinden Samsung cihazları için kullanılmaktadır. 18W maksimum çıkış gücüne sahip olan standart aynı zamanda pil ömrünü korumak için şarj hızını da otomatik olarak ayarlama özelliğine sahiptir.
- OnePlus Warp Charging: OnePlus cihazlar Warp Charging adı verilen ve maksimum 30W çıkış gücüne sahip bir standart kullanmaktadırlar. Diğer hızlı şarj standartlarından farklı olarak Warp Charging standardında adaptör gerilimi artırmak yerine tam hızda 30W şarja olanak sağlamaktadır.
- Oppo Super VOOC Charging: Oppo da diğer üreticiler gibi kendi standardını benimsemiş ve cihazlarının 50W maksimum çıkış gücüne sahip adaptörleriyle şarj edilebilmesine olanak sağlamıştır.
Yukarıdaki hızlı şarj standartları günümüzdeki cihaz üreticileri tarafından benimsenmiş olsa da tüm standartlar temelde ufak farklılıklarla birbirlerinden ayrılmaktadırlar. Örnek olarak Warp Charging standardında OnePlus diğer standartlarda olduğu gibi gerilimi artırmak yerine akımı artırmayı tercih etmiştir. Bu tip küçük değişiklikler de üreticilerin kendi orijinal kablolarının şarj için kullanımının önemini ortaya çıkartmıştır. Hızlı şarj teknolojisindeki büyük ilerleme gelecek için de oldukça umut vericidir. Henüz tek bir standart kabul edilmemiş olsa da USB-PD geniş çaplı standart olma yolunda ilerlemektedir. Diğer yandan kullanıcılar kablosuz şarj cihazlarının da bir an önce hızlı şarj özelliğine kavuşmasını beklemekteler ancak bu alanda işler farklı boyuttalar. Öncelikli olarak kablosuz şarj cihazı üreticilerinin çözmesi gereken problem büyük miktarlardaki bu gücün iletimi sırasında ortaya çıkan ısı ile baş etmektir. OnePlus gibi firmalar 30W'lık kablosuz şarj cihazlarına soğutma için fan eklemiş olsa da, bu yöntemin tüketiciler açısından çok da beğenilen bir çözüm olmadığı ortadadır.
Image Resources