Báo Cáo Nhập Môn Nghành Điện Đề Tài Tìm Hiểu Giải Pháp Sạc Nhanh Cho Pin Điện Thoạ.pdf

Với ưu điểm làm tăng tốc quá trình sạc pin, công nghệ này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn mang lại trải nghiệm sử dụng thiết bị di động hiệu quả hơn.. Một trong những lợi ích lớn nh

1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN&TỰ ĐỘNG HÓA

-

BÁO CÁO

NHẬP MÔN NGHÀNH ĐIỆN

ĐỀ TÀI :TÌM HIỂU GI I PHÁP S C NHANH Ả Ạ

CHO PIN ĐIỆN THOẠI

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS:Trần Hoài Linh

H và tên sinh viên : Nguy ọ ễn Toàn Đạ t MSSV: 20231982

LỚP: KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA 11-

HÀ NỘI, 12/2023

2

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

MỤC LỤC

A.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẠC NHANH

B.TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ SẠC NHANH

I.Công ngh s c nhanh là gì? ệ ạ

II Cách th c hoứ ạt động c a công ngh s c nhanh ủ ệ ạ

III.Một số nhầm lẫn về công nghệ sạc nhanh

1.Pin nhanh hỏng nếu dùng sạc nhanh

2 S c nhanh gây nóng máy ạ

C.TÌM HI U V M T S CÔNG NGH S C PH Ể Ề Ộ Ố Ệ Ạ Ổ BIẾ N TRÊN TH Ị TRƯỜ NG HI N NAY Ệ

I.Công ngh Power Delivery ệ

II Công ngh Quick Charge ệ

III Công ngh ệ VOOC

IV Công ngh Adaptive Fast Charging và Super Fast Charging ệ V.Công ngh SuperCharge ệ

D.CÁCH L A CH N S C NHANH PHÙ H P V I B N THÂN Ự Ọ Ạ Ợ Ớ Ả

I Xác Định Công Su t Tấ ối Đa

II Ch n S c V i Công Suọ ạ ớ ất Tương Ứng hoặc Cao Hơn

III Ki m Tra Tiêu Chu n An Toàn ể ẩ

IV Chú Ý Đến Cổng K t N i ế ố

E.T NG K T Ổ Ế

3

A.GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẠC NHANH

Công nghệ sạc nhanh đã từng bước đột phá và trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hiện đại Với ưu điểm làm tăng tốc quá trình sạc pin, công nghệ này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn mang lại trải nghiệm sử dụng thiết bị di động hiệu quả hơn

Khám phá vào những năm đầu của thế kỷ 21, công nghệ sạc nhanh đã phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng Các công ty hàng đầu trong lĩnh vực di động như Qualcomm, Oppo, và Huawei đã đưa ra những giải pháp sạc nhanh độc đáo, từ việc tối ưu hóa phần cứng đến phần mềm để đảm bảo hiệu suất tối ưu

Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ sạc nhanh là khả năng "đủ sạc nhanh" - chỉ cần vài phút sạc, người dùng có thể sử dụng điện thoại trong thời gian dài Điều này giúp giảm bớt lo lắng về tình trạng pin yếu trong những tình huống cần thiết Đồng thời, cũng giúp giảm áp lực về việc cần phải sạc pin hàng giờ đồng

hồ

Tính tiện ích không chỉ làm cho công nghệ sạc nhanh trở thành một xu hướng phổ biến mà còn là yếu tố quyết định khi người dùng chọn mua điện thoại mới Các nhà sản xuất ngày càng chú trọng vào việc tích hợp công nghệ sạc nhanh trong sản phẩm của mình để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng

4

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

B TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ SẠC NHANH

I.Công ngh s c nhanh là gì? ệ ạ

Định nghĩa ột cách đơn giảm n, công ngh s c nhanh là hoệ ạ ạt động giúp gia tăng cường độ ủa dòng điệ c n hoặc điện áp để có thể tăng công suất sạc lên mức cao hơn

và thời gian điện n p vào thi t b ạ ế ị di động được rút ngắn Nh v y, s c nhanh cho ờ ậ ạ phép h n ch tạ ế ối đa sự gián đoạn khi trải nghi m trên các thiệ ết b ị di động thông minh

II Cách th c hoứ ạt động của công ngh s c nhanh ệ ạ

1.Để rút ng n th i gian sắ ờ ạc pin đối với thiết bị, công ngh s c nhanh s d ng ệ ạ ử ụ nguồn điện có điện áp đầu ra cao hơn từ đó công suấ ạc cao hơn giúp điệt s n nạp vào mau hơn Sau đó, nhờ con chip được tích hợp trong Adapter sạc, dòng điện s ẽ được hạ xuống và tr v m c sở ề ứ ạc bình thường khi đã sạc gần đầy pin

2.Có th mể ọi người nghĩ rằng dòng điện bị đẩy lên cao r i h ồ ạ xuống th p thấ ất thường như vậy sẽ gây ảnh hưởng đến các linh kiện điệ ửn t bên trong Tuy nhiên, các nhà s n xuả ất hoàn toàn đã tính toán rất kỹ lưỡng để quá trình sạc nhanh s ẽ không tác động đến điện thoại, đảm bảo điện thoại của chúng ta luôn ổn định và an toàn

3.Trong một s ố trường h p, nhà s n xuợ ả ất cũng có thể nâng cấp về Adapter điều chỉnh tăng áp khi bắt đầu sạc đồng thời hạ áp khi pin gần đầy để đảm bảo thiết bị

an toàn nh t có th , tránh tình tr ng cháy n ấ ể ạ ổ đáng tiếc x y ra ả

IIIMột số nhầm lẫn về công nghệ sạc nhanh

1.Pin nhanh hỏng nếu dùng sạc nhanh

Công ngh s c hi n t i luôn chia m t lệ ạ ệ ạ ộ ần sạc ra thành các giai đoạn khác nhau Thường s s c siêu nhanh ẽ ạ ở 50% đầu tiên và ch m d n, th m chí siêu ch m sau ậ ầ ậ ậ 80% Pin smartphone được thiết k có th h p th ế để ể ấ ụ năng lượng tối đa ở giai đoạn

từ 0-50%, th m chí là tậ ới 70% Do đó, sạc nhanh sẽ không gây h ng Pin ỏ

2 S c nhanh gây nóng máy ạ

5

Mặc dù, việc gia tăng điện áp có thể ảnh hưởng đến một số linh kiện của thiết bị Nhưng bạn yên tâm điều này đã được nhà sản xuất tính toán kỹ lưỡng, nhằm đảm bảo an toàn khi sử dụng sạc nhanh Vì vậy, sạc nhanh không phải nguyên nhân gây nóng máy như nhiều người đã lầm tưởng

6

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

C.TÌM HIỂU V M T S CÔNG NGH S C PH Ề Ộ Ố Ệ Ạ Ổ BIẾN TRÊN TH Ị

TRƯỜNG HI N NAY Ệ

I Công ngh Power Delivery ệ

1.Đây là một trong những công ngh s c pin nhanh ph ệ ạ ổ biến mà s ẽ được g i ý ợ nhi u nh t khi tìm hi u v về ấ ể ề ấn đề ạc nhanh là gì Trong đó, Power Delivery được s biết đến là c m t ụ ừ nhắc đến một loại công ngh ệ độc đáo Cụ thể, đây là công nghệ được thi t k t o ra m t chu n s c chung cho h u h t thi t b ế ế để ạ ộ ẩ ạ ầ ế ế ị smartphone Điều này giúp giảm lượng rác thải điệ ử ra môi trường sống và b o v s c khn t ả ệ ứ ỏe c a ủ chính b n ạ

Thậm chí, Power Delivery cũng là công nghệ cho phép thiết bị sạc pin qua c ng ổ USB và Type-C Điều này chứng tỏ rằng, thi t b s c này s h ế ị ạ ẽ ỗ trợ ạ s c pin không chỉ cho các s n phả ẩm điện tho i (iPhone) mà còn áp dạ ụng được trên c máy tính ả (MacBook) Ngoài ra, đây còn là công nghệ sở hữu 5 hình th c s c riêng bi t nhứ ạ ệ ằm mục đích giúp việc phần phân phối điện áp và dòng điện với công su t lên kho ng ấ ả 100W khi sạc

7

Ưu điểm Nhược điểm

• Cáp sạc này hỗ trợ thiết

bị sạc 2 chiều qua cổng

USB- C.

• Sở hữu khả năng loại bỏ

các hạn chế về đặc điểm

tương thích

• Hiệu suất nạp năng lượng

cho thiết bị vượt trội

• Công nghệ này hầu như

được áp dụng phổ biến

và hoạt động tốt trên tất

cả thiết bị của Apple

• Đây là sản phẩm bạn phải tự bổ sung thêm các công cụ hỗ trợ, vì Apple thường không cung cấp cáp USB-PD kèm theo thiết bị

M t s m u Adapter s c có công ngh Power Delivery 2 ộ ố ẫ ạ ệ

-Adapter S c Type C PD 25W Belkin WCA004 ạ

Adapter S c Type C PD 25W Belkin WCA004 h ạ ỗ trợ nhiều dòng s c 5V - 3A, 9V ạ

- 2.77A, 3.3-5.9V - 3A, 3.3-11V - 2.25V, công su t lấ ớn đến 25 W, rút ng n thắ ời

gian s c tạ ối đa

Đặc điểm nổi b ật:

- Tốc độ ạc s nhanh v i công ngh Power Delivery 25 W ớ ệ

- H ỗ trợ nhi u m c sề ứ ạc: 5V - 3A, 9V - 2.77A, 3.3-5.9V - 3A, 3.3-11V - 2.25V

- Ngu n ra Type-C k t hồ ế ợp đa dạng cáp s c, thi t b ạ ế ị

- Thi t k ế ế nhỏ ọ g n, d ễ mang đi xa

-Adapter s c 2 cạ ổng Type C PD QC 3.0 18W Xmobile DS714

8

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

Adapter s c 2 c ng Type C PD QC 3.0 18W Xmobile DS714 v i tông màu xanh ạ ổ ớ thời thượng K t c u g n gàng, tinh x o, c m thuế ấ ọ ả ầ ận tay hơn nữa chân cắm 2 chấu bật ra hay g p l i d dàng nên r t ti n mang theo bên mình khi ra ngoài ậ ạ ễ ấ ệ

Đặc điểm nổi b ật:

- Thi t k ế ế nhỏ ọ g n, chân c m có th g p l i ắ ể ậ ạ

- Tiện d ng v i 2 c ng USB và Type C ụ ớ ổ

- Tiết ki m th i gian v i công ngh s c nhanh Quick Charge 3.0 và Power ệ ờ ớ ệ ạ Delivery

- S c nhanh tạ ối đa cho các thiế ị ớt b v i công su t 18W khi s c riêng l ấ ạ ẻ

9

II Công ngh Quick Charge ệ

Trong quá trình nghiên c u v s c nhanh là gì, bứ ề ạ ạn cũng sẽ hay được gợi ý về các thi t b s c pin nhanh n i ti ng cế ị ạ ổ ế ủa các thương hiệu lớn hiện nay Cụ thể trong trường hợp này đó là công nghệ Quick Charge của thương hiệu Qualcomm Đây là

m t t ộ ổ chức hoạt động trong lĩnh vực công nghệ và n i ti ng v i vi c sổ ế ớ ệ ản xu t các ấ loại chip của thiết bị di động

S c nhanh Quick Charge là công ngh ạ ệ giúp tăng tốc độ ạc pin trên điện thoại của s hãng Qualcomm, t ừ đó giảm th i gian ch s c xu ng nhi u l n so v i công ngh ờ ờ ạ ố ề ầ ớ ệ sạc thông thường Công ngh ệ này được s d ng trên rử ụ ất nhiều smartphone đến từ các thương hiệu n i tiổ ếng như Samsung, Sony, ASUS, HTC, đặc biệt là các dòng sản ph m cao cẩ ấp

S dử ụng phương pháp tăng cường độ dòng điện và hiệu điện thế, nếu như sạc

thông thường chỉ có công suất là 5W tương ứng với 5V-1A thì công ngh Quick ệ Charge có th nể ạp vào dòng điện 5V-2A (10W), 9V-1.67A (15W) hay th m chí là ậ 12V-1.5A (18W) đối với một số dòng máy tính b ng ả

Quick Charge là công ngh c a Qualcomm nên ch ệ ủ ỉ suất hi n trên nhệ ững điện thoại

sử d ng vi x lý Snapdragon c a hãng này Công ngh này gụ ử ủ ệ ồm các giai đoạn cải tiến như sau:

10

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

- Quick Charge 1.0 có trên dòng vi x lý Snapdragon 600 dùng hiử ệu điện th 5V - ế công su t n p tấ ạ ối đa 10 W

- Quick Charge 2.0 có trên các dòng vi x lý Snapdragon 200, 400, 800, 810 ử dùng hiệu điện th - công su t n p tế ấ ạ ối đa 18 W

Dưới đây là bảng nội dung về ưu điểm và nhược điểm của công nghệ sạc Quick Charge mà bạn có thể tham khảo thêm

Ưu điểm Nhược điểm

• Đây là một công nghệ sạc pin

nhanh được dùng phổ biến và tích

hợp rộng rãi trong nhiều thiết bị

• Được thiết kế với các tính năng

bảo đảm an toàn khi sạc, bao gồm

ngăn quá tản nhiệt và tự động

ngắt mạch khi đầy pin

thuật toán INOV để kiểm soát

điện áp và dòng điện của nguồn

sạc nhằm đảm bảo hiệu suất trong

quá trình nạp năng lượng

chóng, trong vào khoảng 5 phút

sạc, người dùng có thể dùng được

điện thoại khoảng 5 6 tiếng

một số người dùng có nhu cầu sử dụng chip điện thoại và cổng sạc riêng

• Sạc nhanh có thể tạo ra nhiệt độ cao hơn trong quá trình sạc pin bình thường cho thiết bị Đồng nghĩa, tỷ lệ rủi ro về độ an toàn của công nghệ tương đối

11

III Công ngh VOOC ệ

1 Công ngh s c nhanh VOOC là gì? ệ ạ

VOOC là t ừ viết t t c a Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current ắ ủ

Charging, đây là công nghệ ạc pin nhanh và an toàn đượ s c phát triển bởi OPPO

2 Nguyên lý hoạt động của sạc nhanh VOOC

Để đả m bảo tính độc quyền trên sản ph m c a mình, OPPO yêu c u nhẩ ủ ầ ững người tiêu dùng mu n s dố ử ụng chức năng sạc nhanh VOOC ph i s d ng t t c các b ả ử ụ ấ ả ộ sạc, c s c, pin chính hãng c a OPPO và chi c smartphone có tích h p công ngh ủ ạ ủ ế ợ ệ sạc nhanh VOOC Tính năng sạc nhanh sẽ không hoạt động n u thi u m t trong ế ế ộ bốn y u tế ố trên

Do yêu cầu đồng b hóa cao, s c nhanh VOOC có th ộ ạ ể đạt đượ ốc độ ạc cao như c t s vậy, thay vì s d ng công ngh s c nhanh Quick Charge 2.0 c a Qualcomm, v n là ử ụ ệ ạ ủ ố tiêu chu n chung c a t t c các nhà s n xu ẩ ủ ấ ả ả ất

VOOC s tẽ ối đa hóa dòng điện đi vào thiết bị trong 30 phút đầu tiên, đó là lúc

người dùng yêu cầu tính năng sạc nhanh nhất OPPO tuyên b rố ằng thời lượng pin

có th ể tăng từ 0% lên 75% ch trong 30 phút Khi thỉ ời lượng pin c a thi t b t 89 ủ ế ị đạ phần trăm, thiết bị sẽ tự động tắt tính năng sạc nhanh và chuyển sang ch sế độ ạc thông thường để duy trì m c s c an toàn ứ ạ

Dòng điện được điều chỉnh dần trong khoảng 90% đến 100% để đảm bảo an toàn cho thi t b ế ị cũng như tuổi thọ của pin Chính vì v y, th i gian sậ ờ ạc trong giai đoạn này lâu hơn, nhưng nhờ đó mà máy sẽ mát mẻ hơn so với trước đó

3 Các phiên b n cả ủa công ngh VOOC ệ

-VOOC - 20W

VOOC được xem là phiên bản đầu tiên được OPPO gi i thi u vào tháng 3/2014 ớ ệ cùng v i chi c OPPO Find 7 ớ ế

VOOC cho công suất lên đến 20W (5V - 4A), giúp cung c p tấ ốc độ ạ s c nhanh đáng kinh ng c, ch ạ ỉ 30 phút để sạc 0 - 75 % viên pin 3000 mAh c a OPPO Find 7 và ủ

m t kho ng 1.5 tiấ ả ếng để ạc đầ s y hoàn toàn 100%

Để có thể làm được những điều này, OPPO đã sử dụng một đầu sạc micro USB 7 chân thay vì 5 chân như thông thường, trang bị thêm hệ thống b o v 5 l p nhả ệ ớ ằm giám sát, điều chỉnh dòng s c liên t c t ạ ụ ừ adapter đến cổng sạc, pin, cũng như

smartphone

12

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

-VOOC 2.0 - 20W

VOOC 2.0 có công su t và tấ ốc độ ạc tương tự đàn anh VOOC Nhưng thay vào đó s

là OPPO đã thiết kế dây cáp tách rời adapter cũng như giảm kích thước, tăng sự tiện lợi cho b s c này ộ ạ

OPPO F9 là m t trong nhộ ững smartphone đầu tiên được OPPO gi i thi u cùng ớ ệ phiên b n VOOC 2.0 này ả

-VOOC 3.0 - 25W

VOOC 3.0 được nâng c p dòng s c lên 5V - ấ ạ 5A tương đương 25W, giúp tăng 20% tốc độ sạc so v i phiên b n VOOC 2.0 ớ ả

OPPO F11 là smartphone sớm được trang b VOOC 3.0, sau này còn có OPPO ị Reno, OPPO Reno 2/Reno 2F,

-VOOC 4.0 - 30W

VOOC 4.0 được ra mắt vào năm 2019, sở hữu một công su t sấ ạc lên đến 30W, VOOC 4.0 đã được rút ngắn thời gian sạc đi 12% so với VOOC 3.0

Bên cạnh đó, VOOC 4.0 được trang b ịđi kèm là thuật toán VFC giúp duy trì điện

áp cao trong giai đoạn sạc gần đầy, nh ờ đó rút ngắn thêm 10% th i gian s c t ng ờ ạ ổ thể

VOOC 4.0 được OPPO trang b chi c trên smartphone OPPO K5 cho ị ế khả năng sạc 67% pin trong vòng 30 phút và sạc đầy máy ch trong 73 phút ỉ

13

I Công ngh Adaptive Fast Charging và Super Fast Charging V ệ

1 *Công Ngh Adaptive Fast Charging (AFC) ệ

Công ngh AFC là mệ ột tiêu chu n sẩ ạc nhanh được phát triển bởi Samsung Điểm

đặc bi t của AFC là kh ệ ả năng điều chỉnh dòng điện và điện áp dựa trên yêu c u cầ ủa thi t b ế ị được sạc Điều này giúp tối ưu hóa quá trình sạc, đảm bảo an toàn và hiệu suất của pin

2.*Công Ngh Super Fast Charging: ệ

Công ngh Super Fast Charging là m t tiêu chu n s c nhanh cao c p c a Samsung, ệ ộ ẩ ạ ấ ủ được tích hợp trong các mô hình điện thoại di động hàng đầu của họ Super Fast Charging s dử ụng các điện áp và dòng điện rất cao để đạt đượ ốc độc t sạc nhanh đáng kể

Bạn có thể tham khảo chi tiết hơn các đặt điểm nổi bật cũng như điểm hạn chế của bộ sạc này thông qua các gợi ý trong bảng sau:

với các thiết bị Samsung có tính

hợp tính năng Quick Charge 2.0

trở lên Điều này khiến loại công

nghệ sạc này nhanh chóng trở nên

phổ biến

bằng cách sử dụng củ sạc

USB-PD, Quick Charge hoặc các củ

sạc hiện nay đang hỗ trợ dòng

điện đầu ra khoảng 15W

Charging và Super Fast Charging

giúp thiết bị nạp pin nhanh Cụ

thể, điện thoại sẽ được nạp năng

lượng đến 60% trong khoảng 30

phút

Charging được thiết kế độc quyền cho các dòng sản phẩm Galaxy Do đó, công nghệ này có một số hạn chế về tính tương thích với các dòng thiết bị khác ngoài Samsung

14

NGUYỄN TOÀN ĐẠT – MSSV:20231982

V.Công ngh SuperCharge ệ

1.Tương tự như các hãng điện thoại khác, Huawei cũng cho ra mắt công nghệ tích thi t b sế ị ạc pin nhanh để kích thích nhu c u s dầ ử ụng điện tho i cạ ủa người dùng C ụ thể, thương hiệu này đã sáng ra công nghệ sạc pin nhanh có tên g i là ọ

SuperCharge Đây là một loại công ngh s h u nhiệ ử ữ ều ưu điểm về tính tương thích

và hi u su t nệ ấ ạp năng lượng Do đó, nếu đang tìm hiểu về sạc nhanh là gì và các b ộ sạc pin nhanh chất lượng thì đây chắc chắn là sự lựa chọn người dùng nên cân nh c ắ

2.C u t o và nguyên lý hoấ ạ ạt động của công nghệ ạ s c nhanh SuperCharge của Huawei có các y u t chính sau: ế ố

* Thi t k ế ế Pin: Pin được thiết kế với công ngh lithium-ion ho c lithium-polymer ệ ặ chất lượng cao, cho phép chúng chịu được dòng điệ ớn l n mà không g p vặ ấn đề về nhiệt độ hoặc an toàn

* Điều Khi n Nhiể ệt Độ Thông Minh:Có h ệ thống quản lý nhiệt độ thông minh để kiểm soát và gi m thiả ểu tác động của nhiệt độ đố ới pin Điề i v u này giúp duy trì an toàn và hi u suệ ất c a pin trong quá trình sủ ạc

* C m Bi n An Toàn:S d ng c m bi n và công ngh ả ế ử ụ ả ế ệ an toàn để đả m b o r ng ả ằ quá trình s c diạ ễn ra mà không g p vặ ấn đề về quá nhiệt độ, quá dòng hay quá áp

* Sạc Đa Cấp Độ Có thể sử dụng các m c công su t khác nhau trong quá trình sứ ấ ạc

để ố t i ưu hóa thời gian sạc mà không làm tổn thương pin

* Thu t Toán Qu n lý Pin: S d ng các thuậ ả ử ụ ật toán thông minh để đảm bảo rằng pin không b hao mòn quá m c trong quá trình s c và s d ng hàng ngày ị ứ ạ ử ụ

*.Nguyên lý hoạt động c a công ngh này ch y u là k t h p các y u tủ ệ ủ ế ế ợ ế ố trên để ải c thi n tệ ốc độ sạc và đồng th i b o v pin kh i các vờ ả ệ ỏ ấn đề có th x y ra trong quá trình ể ả sạc nhanh