Một vài nét về công nghệ sạc nhanh!

Pin có lẽ là thành phần ít được cải tiến công nghệ nhất trong các thiết bị điện tử vì nó có thể xếp thuộc vào vật lý nhóm cơ bản. Qua nhiều giai đoạn, chúng ta không có quá nhiều công nghệ pin mới được giới thiệu, vì thế vài cách mà các hãng nghiên cứu để kéo dài thời gian sửa dụng thiết bị được áp dụng chỉ có thể kể tới như tăng dụng lượng pin hay giảm thời gian sạc bằng các chuẩn sạc nhanh như VOOC, Quick Charge hay Dash Charge mà thôi. Mời anh em cùng tìm hiểu cách hoạt động của pin, sạc nhanh diễn ra như thế nào, và các công nghệ sạc nhanh phổ biến, một cách cơ bản dễ hiểu nhất.

Đa số các thiết bị đều sử dụng pin Lithium-ion

Để hiểu những công nghệ sạc pin hiện tại hoạt động như thế nào, các tốt nhất là chúng ta cần biết được nguyên lý hoạt động / sạc của pin di động. Đầu tiên, đa số, các thiết bị hiện nay đều sử dụng một loại pin có tên là Lithium-ion (Li-ion), một số lượng ít hơn sử dụng Lithium-Polymer (Li-Po). Pin Li-ion có hai cực điện, dương và âm, bên trong còn có chứa chất điện phân. Các ion Lithium ( của nguyên tố Liti) bên trong pin dẽ di chuyển từ một cực tới cực còn lại, quá trình di chuyển sẽ là cơ bản của hoạt động viên pin ở hai trạng thái: tích trữ năng lượng (sạc) và sử dụng năng lượng (hoạt động).

Chiều di chuyển của ion Liti để xác định liệu cục pin đang ở trạng thái sạc hay sử dụng.​

Dung lượng pin được tính bằng đơn vị milliampere giờ (mAh)

Câu hỏi đặt ra kế tiếp là làm sao chúng ta xác định được chính xác cục pin sử dụng được bao lâu, hay tốn thời gian sạc như thế nào. Anh em có thể sẽ quen với đơn vị mAh mà chúng ta hay thấy ở các pin di động. Con số này càng lớn thì nó càng có dung lượng cao, đồng nghĩa với việc sử dụng sẽ lâu cạn và sạc sẽ lâu đầy (mang tính tương đối). Ví dụ cơ bản là một viên pin 6000 mAh trong cùng một điều kiện thiết bị sẽ trụ được lâu hơn gấp đôi viên pin chỉ 3000 mAh.

Tuy nhiên sạc lâu hay mau, như mình đề cập còn mang tính tương đối. Cùng là một viên pin 4200 mAh nhưng nếu sử dụng hai cục sạc khác nhau có thể mang lại hai thời gian sạc lệch nhau hoàn toàn. Đúng vậy! Dòng ra của củ sạc đóng vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng tới thời gian sạc. Đa số các điện thoại được bán kèm củ sạc có dòng ra khoảng 1A (Ampere), trong khi đó, các máy tính bảng, laptop lại có thể cao hơn 2A, tuỳ loại.

Sạc điện thoại thường dưới ngưỡng 2A đầu ra, trong khi tablet cao hơn​

Một điều anh em cần nhớ là khi viên pin càng cạn, tốc độ sạc càng nhanh, và viên pin càng đầy thì thời gian sạc càng chậm lại. Điều này là do chip điều khiển dòng của nhà sản xuất làm ra để hạn chế cháy nổ, đem lại sự an toàn cho người dùng, và cũng do nó thuộc về bản chất của pin Li-ion.

Do vậy, dễ thấy rằng, dòng ra càng cao thì tốc độ sạc càng nhanh, thời gian sạc sẽ giảm đi. Tuy nhiên lưu ý nhỏ rằng nếu dòng càng cao, thì nhiệt độ pin cũng sẽ dễ tăng nhanh hơn. Điện và nhiệt luôn có mối quan hệ mật thiết với nhau mà. Một điều lưu ý khác là sạc iPad hoàn toàn dùng được cho iPhone nhé anh em.

Công nghệ sạc pin “tiến hoá” trong vài năm gần đây.

Do công nghệ pin là một thứ khó để cải tiến nên các nhà khoa học, kỹ sư thuờng cố gắn cải tiến công nghệ sạc pin hơn. Sạc nhanh hơn đồng nghĩa đem lại người dùng thời gian “không tiếp xúc với thiết bị” ít hơn, họ sẽ dùng được nhiều hơn. Để sạc nhanh chúng ta sẽ có 2 hướng để đi theo: tăng dòng và tăng áp. Về lý thuyết việc tăng này sẽ không đem lại sự an toàn cho pin, tuy nhiên với công nghệ và kỹ thuật hiện nay, chúng ta có thể theo dõi và điều chỉnh quá trình sạc như dòng và nhiệt độ để mang lại sự an toàn hơn.

Những công nghệ sạc hiện nay có thể cho anh em sạc đầy hơn một nửa dung lượng pin trong thời gian chưa đầy 1 tiếng. Các hãng cố gắng đẩy dòng vào càng nhiều càng tốt khi có thể để tăng tốc độ sạc. Và, như mình đã nói, khi pin càng đầy thì tốc độ sẽ chậm lại để đảm bảo an toàn và tránh quá nhiệt.

Sạc nhanh của Qualcomm – Quick Charge

Qualcomm’ s Quick Charge là công nghệ cho phép tác động và tuỳ chỉnh thông số của cục sạc, và ở đây chủ yếu là tác động vào thông số điện áp (V). Thông số này thay đổi tuỳ thuộc vào lượng pin đang có của thiết bị. Điều này có được là nhờ một con chip đặc biệt được thiết kế và tích hợp vào trong cả thiết bị và đồ sạc. Con chip sẽ tính toán và điều chỉnh năng lượng nạp vào dựa vào trạng thái hiện tại mà thiết bị cần. Vì vậy, ở trạng thái cạn pin, nó cho phép nạp vào nhiều nhất, và dần dần thiết bị sẽ tương tác với đồ sạc, và “bảo” nó hãy giảm lượng nạp vào lại.

Từ khi công nghệ Quick Charge được giới thiệu, Qualcomm đã phát triển liên tục công nghệ này và hiện tại chúng ta có 5 phiên bản, Quick Charge 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, và hiện tại là 4+. Bản dưới đây thống kê cho anh em biết rõ thông số về điện áp, dòng ra và công suất sạc của các phiên bản Quick Charge này.

Quick Charge 4.0 được phát triển từ sự thành công của phiên bản 3.0, và họ thêm vào một số tính năng khác: hỗ trợ USB-C và USB Power Delivery; một phiên bản khác của Intelligent Negotiation for Optimum Voltage ( viết tắt INOV). Công nghệ này cho phép thiết bị xác định mức năng lượng tốt phù hợp nhất để “đòi hỏi” củ sạc phải cung cấp cho nó. Thêm vào đố là Dual Charge, tích hợp thêm 1 con chip quản lý năng lượng để theo dõi nhiệt độ pin cũng như giúp tăng hiệu năng sạc pin.

Mặc dù chỉ mới có một vài thiết bị đã có trang bị QC 4.0, Qualcomm vẫn tiếp tục nâng cấp 4.0+ để cải thiện Dual Charge như mình đã nói, thêm vào đó tính năng Intelligent Thermal Balancing (Cân bằng nhiệt thông minh), cho phép loại bỏ các điểm quá nhiệt. Bản nâng cấp này cho phép theo dõi các mức nhiệt của vỏ pin và các điểm tiếp xúc, giúp ngăn chặn sự quá nhiệt và giảm thiệt hại ngắn mạch.

Công nghệ sạc nhanh của OPPO và OnePlus thì sao?

Cả hai công nghệ sạc VOOC của OPPO và Dash Charge của OnePlus đều dùng chung 1 nguyên lý, cung cấp dòng lớn hơn để tăng khả năng sạc (Vào khoảng 4A) trong lúc sạc. Công nghệ này cũng phải sử dụng một con chip được tích hợp sẵn vào thiết bị và củ sạc. Quick Charge và VOOC / Dash Charge đều vài điểm khác nhau…

Quick Charge sử dụng sạc nhanh chủ yếu bằng cách tăng điện áp lên cao hơn, trong khi đó, VOOC sử dụng cách tăng dòng điện lên cao hơn. Ở VOOC, công nghệ này sẽ làm cho nhiệt khi sạc chủ yếu tập trong trong phần củ sạc, trong khi đó QC đều làm cho nhiệt tăng ở cả củ sạc và trên thiết bị.

Bởi vì không làm nhiệt độ thiết bị tăng quá nhiều, OPPO và OnePlus làm cho pin sạc được nhanh hơn mà không gặp quá nhiều vấn đề. Một hạn chế là, sạc nhanh của OPPO và OnePlus phải đồng bộ cả từ cục sạc, thiết bị và cáp sạc thì mới hoạt động được.

Đừng quên Samsung cũng có Adaptive Fast Charging (AFC)

Nếu anh em sử dụng thiết bị Samsung thì chắc chắn từng nghe quá Adaptive Fast Charging rồi nhỉ? Đây là một công nghệ sạc, về bản chất là tương tự với Qualcomm’s Quick Charge. Vì Samsung có mua bản quyền từ Qualcomm để sử dụng công nghệ này trên các thiết bị không dùng chip SnapDragon, nên củ sạc QC vẫn có thể dùng tốt trên các thiết bị hỗ trợ AFC hoặc ngược lại.

Kết

Tóm lại, sạc nhanh đem đến sự tiện lợi vô cùng cho chúng ta. Nó giúp chúng ta có nhiều thời gian sử dụng thiết bị hơn, giảm thiếu thời gian chết. Đa số sạc nhanh chỉ được trang bị trên các thiết bị từ trung đến cao cấp mà thôi. Cho tới khi công nghệ pin được phát triển qua một chương mới thì các công nghệ sạc nhanh vẫn sẽ được nghiên cứu nhiều để phát triển hơn. Anh em đang sử dụng chuẩn sạc nhanh nào không, và anh em có thấy tiện hơn nhiều so với sạc truyền thống ?