Como funciona o carregamento de celular?

Em Dúvidas de aparelhos e apps por André M. Coelho

No mercado de smartphones cada vez mais competitivo, as pessoas examinam meticulosamente todos os recursos que os smartphones têm a oferecer, do tamanho da tela ao poder de processamento, antes de escolher o melhor smartphone para eles.

Um recém-chegado relativo às fileiras de recursos procurados é um carregamento rápido. A tecnologia agora permite uma taxa rápida durante o tempo de inatividade limitado que encontramos em nossa vida cotidiana agitada. Quem não gostaria de um smartphone que cobra em minutos em vez de horas?

Como funciona o carregador de celular?

Os padrões de carregamento são uma mistura complicada de química e física, e cada um tem seus próprios conjuntos de limitações, com incompatibilidade um problema também. Para piorar a situação, os fabricantes de smartphones tendem a dar um tapa em etiquetas confusas em sua tecnologia de carregamento.

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Então, como funciona o carregamento rápido? E o carregamento normal de um celular?

Cada smartphone tem uma bateria e cada bateria entrega energia mais ou menos da mesma maneira.

As células consistem em dois eletrodos (um positivo e um negativo) e uma reação de catalisa de eletrólitos que convertem compostos em novas substâncias. Com o tempo, os íons – átomos com poucos ou muitos elétrons – se formam nos eletrodos, direcionando um fluxo de elétrons para o terminal externo negativo da bateria e fornecendo ao telefone uma carga elétrica.

Em baterias não recarregáveis, essas reações químicas ocorrem apenas uma vez. Mas nas baterias recarregáveis de íon de lítio que alimentam smartphones, as reações são “reversíveis”. Quando a bateria descarrega, a reação química produz eletricidade e, quando a bateria recarrega, as reações químicas absorvem a energia.

Para recarregar tais baterias, os carregadores fazem a conversão de corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC).

Para realizar a saída de 5V, é o que exatamente é necessário para o smartphone, ele deve fazer o passo a passo abaixo:

Passo 1: baixar a tensão

Para produzir saída de 5V, ele precisa de tensão de entrada. Essa tensão de entrada é de 220 V CA ou 120 CA, é isso que o valor doméstico comum está sendo usado em casa. 220 V ou 120 CA é avaliado em 9V ou outra tensão de baixa tensão na qual o retificador pode funcionar da melhor maneira possível.

Passo 2: retificação

Este é o processo que converte a tensão CA em CC. Mas a conversão não será 100% feita. Haverá incompletude na conversão, que sempre aconteceu como um limite prático que será liberado nas próximas etapas.

Passo 3: suavização ou filtragem

A tensão CC convertida possui algumas ondulações, o que significa que possui algumas propriedades CA, que serão filtradas por circuitos de filtro de indutor e capacitor combinados. A saída desse processo será quase o esperado.

Passo 4: regulação

Depois de alcançar CC sem ondulações, esse valor de 9V deve ser reduzido para 5V. Para fazer isso, o regulador de tensão chega ao local. Ele fornece fornecimento constante de 5V como saída para entrada de 9V.

Passo 5: carregamento

Este é o beneficiário do processo total. A saída de 5V é consumida por esse carregador para transportar elétrons dentro do smartphone para preencher a energia da bateria.

Carregadores de smartphone funcionam com o mesmo princípio, mas tecnologias diferentes. (Imagem: iStock)

Como funciona o carregamento rápido de celular?

Então, estabelecemos como as baterias carregam e descarregam. Mas, para entender como o carregamento funciona rápido, você precisa saber um pouco sobre algo chamado controlador de carga.

Como nos referiremos a Volts, AMPs e Watts no decorrer de nossa discussão, aqui está uma atualização. Os volts são uma medida de tensão, os amps são uma medida de corrente e os watts são uma medida de energia elétrica. Uma analogia comum é uma mangueira de jardim: os volts são equivalentes à pressão da água na mangueira; A corrente (amps) é equivalente à vazão; A potência é equivalente ao volume do spray do bico. Watts, então, são o produto de volts e amps..

As tensões de corrente maior e mais altas carregam as baterias mais rapidamente, mas há um limite para o que elas podem levar.

As baterias do smartphone carregam quando uma corrente passa por elas. As tensões de corrente maior e mais altas cobram as baterias mais rapidamente, mas há um limite para o que elas podem levar. O controlador de carga protege contra picos perigosos na corrente.

O chip do controlador regula o fluxo geral de eletricidade para dentro e fora da bateria. De um modo geral, os controladores de íons de lítio definem a corrente (em AMPs) na qual a bateria carrega medindo a corrente e a tensão da célula da bateria e ajustando a corrente que flui. Alguns usam um conversor para alterar a tensão de entrada, e os circuitos integrados mais sofisticados ajustam a resistência entre a entrada do carregador e o terminal da bateria para aumentar ou diminuir o fluxo de corrente.

A quantidade de atual que o controlador de carga é geralmente ditada pelo software do telefone.

Padrões de carregamento USB para smartphone

A menos que você ainda esteja agitando um piloto de palmeira do início dos anos 90, é provável que o seu smartphone recarregue por meio de um cabo USB. Há uma boa razão: além do fato de que os cabos USB são relativamente fáceis de encontrar atualmente, o USB tem um padrão de carregamento realmente robusto e bem definido chamado especificação de entrega de energia USB.

O fórum dos implementadores USB especifica vários tipos, um para cada especificação USB correspondente: USB 1.0, 2.0, 3.0/3.1/3.2 e USB4. USB 1.0 e 2.0 são cada vez mais raros e incompatíveis com nossos smartphones modernos. Por padrão, as portas USB 3.0 pressionam 5V/0,9A (4,5W).

Mas, atualizando para a conexão física USB-C (o plugue reversível em forma oval em smartphones mais recentes) e USB 3.1 (e versões após ele), o padrão de carregamento é completamente diferente. É tecnicamente capaz de transportar as especificações USB 2.0, mas a maioria dos fabricantes opta pelos padrões mais recentes como USB 3.2 ou USB4, que podem potencialmente fornecer uma tensão muito mais alta.

Esses padrões USB posteriores permitem que os dispositivos aproveitem as especificações USB Power Delivery (USB-PD), que, a partir da versão USB-PD 3.1, possui uma potência máxima de carregamento de 48V (240W), embora os dispositivos tendam a seguir o Versão 20V/5A (100W) para o tempo começa. Os smartphones ainda não puxam tanta energia – os fabricantes geralmente grudam com uma amperagem mais baixa (como 3A), mas é um benefício para USB-C

Padrões de carregamento rápido: qual é a diferença?

O USB-PD também fornece apenas a energia que o dispositivo precisa, para que o mesmo carregador USB-PD possa carregar um smartphone na velocidade máxima, mas também carrega um laptop em sua velocidade máxima.

Diferentes fabricantes empregam o padrão USB-PD de maneira diferente, cada uma usando técnicas diferentes para seus clientes.

O futuro do carregamento rápido de smartphones

Sabemos que este é o eufemismo do ano, mas a tecnologia está evoluindo rapidamente. Você pode apostar que o carregamento rápido em breve será o padrão universal e provavelmente substituirá lentamente os carregadores médios nos próximos anos.

Graças ao grande crescimento em circuitos integrados, controladores de carga, adaptadores e cabos, os telefones poderiam em breve recarregar ao longo de apenas alguns minutos, em vez de várias horas.

Recentemente, os carregadores rápidos ganharam popularidade por suas promessas de aumentar rapidamente a portabilidade do seu dispositivo e carregar rapidamente.

À medida que essa tecnologia evolui e se torna mais acessível, o carregamento rápido continuará a crescer e melhorar com a fabricação. Os protótipos atuais possuem velocidades incríveis, e estão crescendo cada mais.

O que acham dos Padrões de carregamento rápido? Qual seu celular usa?

Sobre o autor

Quando André entrou na faculdade em 2004, notebooks eram ainda muito caros. Para anotar as informações, buscou opções, encontrando no Palm Zire 72 um aparelho para ajudá-lo a registrar informações das aulas. Depois, trocou por um modelo de celular com teclado, Qtek quando o 2G e o 3G ainda engatinhavam no Brasil. Usou o conhecimento adquirido na pesquisa de diferentes modelos para prestar consultoria em tecnologia a diversas empresas que se adaptavam para o mundo digital. André passou ainda por um Samsung Omnia, um Galaxy Note II, e hoje continua um entusiasta de smartphones, compartilhando neste site tudo que aprendeu.

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