رفتار باطری های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر باطری ها جواب رفتار های نامناسب را با خراب شدن می‌دهند. پس باید به درستی با آنها رفتار نمود. تقریبا اصول کاری اکثر باطری ها در هنگام شارژ مشابه هم است. و فقط در پاره‌ای از جزئیات با هم متفاوتند. در بالا نمودار شار یک باطری لیتیوم یون 750mAh آورده شده است. خب به چه صورت میتوان سیکل شارژ را بر روی باطری اعمال نمود؟ روش اول: طراحی یک سیستم هوشمند که بتواند جریان و ولتاژ دو سر باطری را کنترل نماید و طبق الگوریتم عمل نماید. این روش به دلیل حجم قطعات در نظر گرفته شده و همچنین لزوم هوشمندی آن سیستم غالبا در طراحی های روزمره انجام نمیشود و سعی میگردد از روش دوم استفاده شود. (هزینه و ابعاد و یپچیدگی آن از جمله معایب این روش میباشد) روش دوم: استفاده از آی سی های مخصوص این کار که در بازار میتوان با قیمت و ابعاد مناسبی تهیه نمود. که در زیر یک نمونه  که ابعاد و قیمت مناسبی دارد و در بازار ایران نیز موجود هست را مشاهده می نمایید.  

SISOOG_CHARGER_005.jpg (667×566)

ساخت مدار شارژ با LTC4054 شرکت Linear Technology در این مورد محصولات خوبی طراحی و ارائه کرده است. یکی از این محصولات آی سی LTC4054 است. این چیپ را با کمترین متعلقات می‌توان استفاده نمود. این چیپ بطور کامل مراحل شارژ و آنلاین نگه داشتن باطری  را پشتیبانی می‌کند. سایز تمام شده این شارژر به حدی کوچک است که می‌توان آن را همه جا استفاده نمود. در زیر تصویر برخی بردهای مبتنی بر این چیپ را میتوانید مشاهده نمایید

SISOOG_CHARGER_10-600x447.jpg (600×447)

🔵🔵🔵🔵🔵🔵🔴🔴🔴⚫️⚫️

فست شارژ یا شارژ سریع چیست؟ با افزایش روزافزون دستگاه‌های هوشمند و وسایل الکترونیکی همراه ، نیاز به شارژر سریع پیش از پیش احساس می شود، امروزه چالش اصلی برای مهندسان، تأمین انرژی موردنیاز این وسایل است. یکی از گزینه‌های پیش رو، استفاده از باطری است. باطری‌ها در سال‌های اخیر جهش‌های تکنولوژیک خوبی داشته‌اند که باعث شده آن‌ها اندازه‌ی کوچک‌تر و ظرفیت بیشتری داشته باشند. افزایش ظرفیت باطری‌ها باعث می‌شود که مدت‌زمان استفاده‌ی آنها بدون نیاز به شارژ، بیشتر شود و کوچک شدن اندازه‌ي باطری‌ها به سبک و کوچک‌تر شدن دستگاه‌های همراه کمک می‌کند. اما چالش جدیدی ایجاد می‌شود که مدت‌زمان انتظار برای شارژ باطری است. در این مقاله سعی داریم نحوه ساخت یک شارژر سریع را با استفاده از آیسی CHY103 آموزش دهیم. با افزایش ظرفیت باطری‌ها قاعدتاً مدت‌زمانی که برای شارژ آنها لازم است نیز بیشتر می‌شود. فرض کنید درحالی‌که برای رسیدن به جلسه‌ای در خارج از شهر عجله دارید و باید هرچه سریع‌تر خود را به جلسه برسانید و گوشی هوشمند شما نیز تنها 5 درصد شارژ دارد. برای شارژ کامل با استفاده از شارژرهای معمولی حداقل نیاز به 2 ساعت زمان و برای شارژ تا مرز 70 درصد نیز به زمانی حدود یک ساعت و نیم نیاز است. البته توجه کنید که در گوشی‌هایی با ظرفیت باطری بالاتر این زمان به طبع زیادتر خواهد بود. قاعدتاً صرف چنین زمانی باعث خواهد شد که جلسه را از دست بدهید. اما راه چاره چیست؟ تکنولوژی‌ای که در سال 2013 برای اولین بار توسط شرکت کوالکام (Qualcomm) مطرح و همزمان با ارائه‌ی پردازنده Snapdragon 600 از آن پرده‌برداری شد، تکنولوژی شارژ سریع یا فست شارژ است که به شما امکان می‌دهد که باطری گجت همراه خود را در سریع‌ترین زمان ممکن به اندازه‌ی قابل‌قبولی شارژ کنید. شرکت کوالکام تاکنون چهار نسل از فست شارژ را معرفی کرده و توسعه داده است. همان‌طور که می‌دانید زمان شارژ رابطه مستقیمی با توان پمپ شده به دستگاه دارد. در نسخه‌ی اولیه از این تکنولوژی، شارژر تنها قادر به ارائه‌ی 10 وات توان بود و در ورژن دوم این میزان تا 18 وات افزایش پیدا کرد. در تصویر زیر می‌توانید ورژن‌های ارائه‌شده از شرکت کوالکام، به همراه مختصری توضیحات را مشاهده کنید: 

Qualcomm_Quick_Charge_History.png (600×320)

در مورد +Quick Charge 4، آخرین تکنولوژی معرفی‌شده از سوی شرکت کوالکام، ادعا شده که: 5 دقیقه شارژ برای 5 ساعت استفاده از گجت همراه.

Fats_charge_4.png (600×417)

فست شارژ (Quick Charge) چطور کار می‌کند؟ غیر از کوالکام شرکت‌های دیگری هم هستند که تکنولوژی Quick Charge را توسعه داده‌اند، اما به دلیل پیش‌قدم بودن شرکت کوالکام و استفاده از تجهیزات رایج (به‌عنوان‌مثال سیم مورداستفاده)، در این مقاله سیستم پیشنهادی کوالکام را بررسی می‌کنیم. چیزی که مشخص است، فرایند شارژ سریع‌تر تنها با اعمال توان بیشتر به دستگاه ممکن خواهد بود. برای بالا بردن توان همان‌طور که آگاه هستید دو راه وجود دارد: زیاد کردن جریان اعمالی یا بالابردن ولتاژ. در نسخه‌ی اولیه از Quick Charge ارائهشده، جریان شارژ را تا 2 آمپر بالا بردند که باعث انتقال توان 10 واتی می‌شد. مسائل و محدودیت‌های زیادی برای بالا بردن جریان مطرح است؛ یکی ازاساسی‌ترین محدودیت‌ها، مقاومت سیم مورداستفاده است. با بالا رفتن جریان، افت ولتاژ صورت گرفته روی سیم بیشتر خواهد شد و حتی در نمونه‌های نامرغوب از سیم شارژر به دلیل مقاومت بالای سیم اصلاً امکان عبور جریان بیش از یک آمپر نیست و از طرفی بالا بردن جریان، باعث ایجاد تلفات بیشتر در المان‌های الکترونیکی و تولید گرمای بیشتر می‌شود.   بنا بر دلایل ذکرشده، در نسخه دوم به‌جای افزایش جریان، ولتاژ افزایش پیدا کرد. با افزایش ولتاژ، توان نیز افزایش پیدا می‌کند؛ با این تفاوت که مقدار مقاومت سیم شارژر تأثیر کمتری در فرایند شارژ خواهد داشت و گرمای کمتری ایجاد می‌شود و امکان کوچک‌تر کردن شارژها نیز وجود دارد. در ورژن دوم امکان انتخاب ولتاژ بین ولتاژهای 5، 9 و 12 توسط گجت وجود دارد. در ورژن سوم نیز، امکان تعیین ولتاژ در بازه‌ی 3.6 تا 20 برای گجت مورداستفاده وجود دارد. شارژر چطور ولتاژ مناسب را انتخاب می کند؟ همان‌طور که در مقاله‌ای تحت‌عنوان “همه چیز در مورد مدار شارژر باطری های لیتیوم یون” به بایدها و نباید‌های فرایند شارژ باطری‌های نیکل کادمیم پرداختیم، یکی از پارامترهای مهم در خصوص شارژ انواع باطری، مسئله‌ی دما است. با شارژ شدن باطری، گرما ایجاد می‌شود و اگر کنترل نشود که باطری با چه سرعتی افزایش دما دارد یا دمای آن تا چه اندازه افزایش پیدا کرده است، موجب آسیب دیدن باطری و حتی انفجار آن خواهد شد.  

Sisoog_Charger-characteristics.png (571×394)

جدول فوق نشان‌دهنده‌ی افزایش دمای باطری با توجه به ساختار شیمیایی آن و نوع فرایند شارژ است. با توجه به خطرات افزایش دمای باطری، لازم است در صورت افزایش دما، توان اعمال‌شده از سوی شارژر کاهش پیدا کند تا احتمال صدمه دیدن باطری کم شود. توضیح در خصوص پارامتر C ذکر شده در جدول : اگر یک باتری 3.7 ولت و 2000 میلی امپر ساعت داشته باشید و ازش 2 امپر جریان بکشید در عرض یک ساعت تموم میشه ولی اگر تصمیم دارید که 4 امپر جریان بکشید اول باید ظرفیت تخلیه باتری رو نگاه کنید. ظرفیت تخلیه × جریان (امپر ساعت) = مقدار حداکثر جریانی که میشه از باتری کشید. همیچین پارامتری برای شارژ کردن باتری هم صادقه. یعنی هر باتری یک ظرفیت تخلیه و یک ظرفیت شارژ داره. یعنی اون باتری که مثالشو زدم از ظرفیت شارژش 5 باشه میتونید با جریان 10 امپر شارژ کنید. اکثر باتری های لیتیوم پلیمری که در کواد کوپتر ها استفاده میشه ظرفیت شارژی 1C دارن. بعضی ها هم 0.1C اما چطور شارژ و گجت هوشمند در ارتباط هستند و گجت قادر به کنترل ولتاژ شارژر است؟ همان‌طور که می‌دانید کابل‌های USB دارای چهار رشته سیم هستند که دو رشته سیم به نام‌های +D و -D وظیفه‌ی حمل اطلاعات را بر عهده دارند. در فرایند شارژ وقتی‌که گوشی هوشمند یا گجت موردنظر تشخیص داد که شارژر متصل شده است، یا اعمال سطح ولتاژهای مختلف بر روی این دو رشته سیم قادر به کنترل ولتاژ خروجی شارژ است. شارژر در ابتدای فرایند شارژ، این دو رشته را به هم اتصال کوتاه می‌کند و به این صورت گوشی متوجه می‌شود که به شارژر متصل شده است.