Mnoho výrobců tvrdí, že jejich nabíječky poskytují rychlé nabíjení. Rychlé nabíjení nebo rychlé nabíjení je termín, který marketingové společnosti používají k propagaci svých nabíječek a ukazují jejich schopnost nabíjet rychleji než běžné 5W nabíječky. V tomto článku budeme hovořit především o rychlém nabíjení týkajícím se chytrých telefonů.
Rychlonabíječky je možné použít i pro notebooky, ale prozatím pochopíme elektroniku, která stojí za nabíječkami a regulátory nabíjení smartphonů.
Jak funguje rychlonabíječka?
Abychom pochopili, jak rychlonabíječka funguje, musíme nejprve vědět, jak se nabíjí lithium-iontová baterie. Lithium-iontové baterie se používají v našich chytrých telefonech a dalších elektronických zařízeních, ale nenabíjejí se lineárně. Když uživatel připojí telefon k nabíječce, baterie se nabíjí z napětí 2 V na špičkové napětí 4,2 V. Nabíjení u těchto baterií probíhá ve dvou fázích.
První fáze nabíjení probíhá od 0 % do 50 % nabití. V této fázi je do baterie odebírán nejvyšší špičkový proud a napětí, které zůstává po celou dobu této fáze konstantní. Technologie rychlého nabíjení jsou tedy nejúčinnější, když je akumulátor nabitý na méně než 50 %. Po 50 % začne tento proud odebíraný směrem k baterii klesat. Prvních 50 % se tedy telefon nabíjí podstatně rychleji.
Druhá fáze začíná v okamžiku, kdy je baterie z větší části nabitá. Řídicí jednotka nabíjení snižuje napětí a odebíraný proud, což zabraňuje přehřátí telefonu a zajišťuje, že smartphone zůstane v bezpečí. Proto po nabití na 80 % nedochází k velkému efektu, protože se nabíjí podstatně pomaleji než v první fázi. Pro průchod velikosti napětí a proudu se uvnitř telefonu používá obvod regulátoru nabíjení. Kromě toho jsou uvnitř teplotní čidla, voltmetry monitorující během baterie zajišťující jejich dlouhodobé zdraví.
Základní nabíječka USB vysílá pouze 5 V, 0,5 A, což je pouze 2,5 W výkonu. Rychlé nabíječky, jako je SuperCharger společnosti Huawei, dodávají 40 W výkonu, což je 10 V, 4 A. Některé čínské společnosti dokonce dosahují až 100W. Rychlonabíječky mají společnou koncepci, a tou je dodávání většího výkonu. Neškodí však větší napětí naší baterii?
Pro to rychlonabíječky používají buckův měnič, obecně známý jako spínací zdroj, který snižuje napětí a zvyšuje proud. Větší proud rychleji naplní baterii náboji. Výkon zůstává stejný, pokud nebereme v úvahu účinnost buckova měniče.
Další výhodou použití většího výkonu je zohlednění ztrát výkonu v přenosových kabelech. Větší délka kabelu bude mít větší odpor podle vzorce:
.