Många tillverkare hävdar att deras laddare ger snabb laddningshastighet. Snabbladdning eller snabbladdning är den term som marknadsföringsföretagen använder för att marknadsföra sina laddare och visa att de kan ladda snabbare än vanliga 5W-laddare. I den här artikeln kommer vi främst att prata om snabbladdning relaterat till smartphones.
Snabbladdare är också möjliga för bärbara datorer, men för tillfället ska vi förstå elektroniken bakom smartphoneladdare och laddningsregulatorer.
Hur fungerar en snabbladdare?
För att förstå hur en snabbladdare fungerar måste vi först veta hur ett litiumjonbatteri laddas. Litiumjonbatterier används i våra smartphones och annan elektronisk utrustning, men de laddas inte linjärt. När en användare ansluter telefonen till laddaren laddar batteriet från 2 V till en toppspänning på 4,2 V. Laddningen i dessa batterier sker i två faser.
Den första fasen av laddningen är från 0 %-50 % av laddningen. I denna fas dras den högsta toppströmmen och spänningen till batteriet och den förblir konstant under hela denna fas. Snabbladdningstekniker är alltså mest effektiva när batteriet är mindre än 50 % fullt. Efter 50 % börjar den ström som dras till batteriet att minska. Därför laddas telefonen betydligt snabbare under de första 50 procenten.
Den andra fasen börjar när batteriet har fått den största delen av sin laddning. Laddningsregulatorn minskar spänningen och strömmen som dras vilket förhindrar att telefonen överhettas vilket säkerställer att smarttelefonen förblir säker. Detta är anledningen till att det inte finns någon större effekt efter 80 % laddning eftersom den laddar betydligt långsammare än i fas ett. För att mängden spänning och ström ska passera används laddningsregulatorkretsen inuti telefonen. Dessutom finns det temperatursensorer och voltmetrar inuti som övervakar batteriet och säkerställer dess långsiktiga hälsa.
Den grundläggande USB-laddaren sänder endast 5V, 0,5A vilket är bara 2,5W effekt. Snabbladdare som SuperCharger från Huawei levererar 40 W effekt, vilket är 10 V, 4 A. Vissa kinesiska företag når till och med upp till 100 W. Snabbladdare har ett gemensamt koncept och det är att leverera mer ström. Men skadar inte mer spänning vårt batteri?
För detta använder snabbladdare en buck-inverter, allmänt känd som switch mode step down power supply som sänker spänningen och ökar strömmen. Mer ström kommer snabbare att fylla batteriet med laddningar. Strömmen förblir densamma om vi inte tar hänsyn till buckinverterns effektivitet.
En annan fördel med att applicera mer ström är att ta hänsyn till strömförluster i överföringskablar. Ju längre kabeln är, desto större blir motståndet enligt följande formel: