OPPO працює над покращенням технології зарядки та акумуляторів

Компанія OPPO є провідним виробником в області 5G. Її смартфон Reno 5G був найпершим пристроєм з 5G, який можна було придбати в Європі. Крім того, компанія відома своєю технологією зарядки, яка називається VOOC та SuperVOOC Flash Charge. Наприклад, серія OPPO Find X2 (проста модель і Pro) поставляється з революційним зарядним пристроєм на 65 Вт, тому ви можете повністю зарядити акумулятор ємністю 4200 мАг всього за 38 хвилин. На веб-сайті IEEE Computer Society дослідницький інститут OPPO опублікував цікаву статтю про свої погляди щодо технології зарядки в епоху 5G.

Технологія зарядки OPPO VOOC

Чжан Цзялян, провідний дослідник VOOC Flash Charge в OPPO, дає докладне пояснення поточних технологій зарядки і бачення компанії на майбутнє.

Акумулятори повинні адаптуватися до нових моделей, вони повинні працювати довше, бути дешевшими і, крім того, безпечнішими. Кожна додаткова функція, якою оснащені інтелектуальні мобільні пристрої, супроводжується більш строгими вимогами до акумуляторів і технології зарядки цього конкретного пристрою. Це приносить нові проблеми.

Коли акумулятори для смартфонів виготовлялися з нікель-кадмиєвого сплаву, проблем з безпекою було небагато. Однак літій-іонні акумулятори зробили безпеку настільки ж важливою, як і швидкість зарядки. В останні роки OPPO впровадила ряд інновацій і змогла створити більш прості і швидкі системи зарядки при одночасному підвищенні рівня безпеки акумуляторів.

Надзвичайно швидко, безпечно і надійно

Звичайні літій-іонні акумулятори заряджаються в три фази: струменева зарядка, постійний струм і постійна напруга. Внутрішній опір і реактивний опір акумулятора можуть привести до тривалого часу зарядки. Щоб подолати це, система зарядки вимагає більш точного контролю напруги і струму, щоб система могла точно компенсувати падіння струму через внутрішній опір і реактивний опір акумулятора. Це дозволяє збільшити напругу, струм і швидкість зарядки без пошкодження елемента.

Основною проблемою безпеки літій-іонних акумуляторів є надмірне напруження при зарядці. Звичайні пристрої захисту від перенапруг використовують МДН-транзистори (метал-діелектрик-напівпровідник) для переривання живлення, коли воно досягає небезпечного рівня. Однак ці пристрої недостатньо надійні.

OPPO VOOC Flash Charge

Технологія OPPO VOOC Flash Charge включає запобіжники на додаток до ланцюга активації, який компактний і має низький внутрішній опір. Це забезпечує набагато більш надійний захист ланцюга. Сьогодні запобіжники вбудовані в устаткування для захисту від перевантаження по струму, це важлива частина технології безпечної зарядки.

У звичайній системі зарядки акумулятора зарядний пристрій, схема управління і акумулятор працюють незалежно один від одного. Через потенційну небезпеку в «дурному» зарядному ланцюгу OPPO розробила систему, в якій зарядний пристрій встановлює надлишковий зв’язок з BMS (системою управління акумуляторами). Різні частини схеми можуть обмінюватися інформацією про процес зарядки протягом декількох сотих часток секунди.

Адаптер може «з’ясувати», який рівень потужності потрібний акумуляторній системі, і може отримати інформацію про те, наскільки добре поглинається подана потужність. Коли адаптер виявляє, що повний опір збільшується, а вихідна потужність перетворюється на шкідливе тепло, адаптер може гарантувати безпеку ланцюга шляхом незалежного переривання живлення. Акумуляторна система також може точно повідомляти зарядний пристрій, які рівні струму і напруги йому необхідні.

Потім вихідна потужність адаптера порівнюється з поточним рівнем, що споживаються акумулятором. Рівні опору для кожної частини ланцюга, проводки, роз’ємів і напівпровідникових компонентів між акумулятором та зарядним пристроєм постійно контролюються. Якщо повний опір збільшується, але залишається в межах допустимих параметрів, вихідна потужність зарядного пристрою збільшується. Це означає, що швидкість завантаження залишається постійною.

Якщо повний опір компонента перевищує допустимі межі, кожен компонент схеми зарядки перемикається в режим захисту. Це гарантує відсутність збоїв або ризиків для безпеки, таких як перегрів зарядного гнізда.

Внутрішній опір акумулятора постійно контролюється, а вихідна напруга перевіряється на наявність мікроперемикань, щоб визначити, чи не постраждав елемент від фізичного пошкодження. Цей моніторинг виконується BMS і триває, навіть якщо вийняти акумулятор з пристрою. Якщо акумулятор піддається зовнішньому тиску або проколу, або якщо внутрішня фізична структура змінюється, пошкодження записується. В системи пристрою відправляється сигнал про те, що акумулятор більше не можна використовувати або заряджати. Надмірний заряд в акумуляторі розряджений, щоб гарантувати, що пошкоджений елемент залишається безпечним.

https://www.youtube.com/watch?v=pefgZkB9wjQ

Бачення майбутнього технології зарядки

VOOC Flash Charge – це запатентована технологія швидкої зарядки OPPO. Запуск 2014 року показав, що OPPO «на голову вище» конкурентів і змінив споживчий досвід, коли справа доходить до зарядки смартфона. Сьогодні компанія має понад 1 800 патентів по всьому світу. Три розроблені технології зарядки, VOOC, SuperVOOC і бездротова VOOC, використовують понад 145 млн осіб у всьому світі.

У 2019 OPPO випустила SuperVOOC 2.0, нове покоління технологій VOOC з піковою швидкістю зарядки 65 Вт. Це дозволяє повністю зарядити акумулятор телефона ємністю 4000 мАг всього за 30 хвилин. OPPO також робить великі успіхи в області бездротової зарядки. Наприклад, OPPO Ace2 має бездротову зарядку AirVOOC потужністю 40 Вт.

OPPO також видає ліцензії на свою технологію VOOC і створює екосистему для захисту технології в майбутньому. Технологія VOOC Flash Charge ліцензована для 23 інших виробників, які виробляють інші інтелектуальні ґаджети, такі як зарядні пристрої, акумулятори, автомобільні зарядні пристрої та підставки для зарядки. Екосистема продовжує розвиватися, що дозволяє більшій кількості користувачів випробувати зручність швидкої VOOC Flash Charge.

Інновації OPPO в епоху 5G

Але всі досягнення в технології зарядки вимагають ідеального балансу швидкості і безпеки. Врешті-решт, нові матеріали і технології виробництва нададуть можливості для нових досягнень в області навантаження.

З огляду на потреби в живленні смартфонів і планшетів з 5G, акумулятори та технології зарядки зажадають капітального ремонту. Сьогодні 100 Вт зарядний пристрій розміром з шматок мила. Завдяки поліпшенням в матеріалах GaN, розробці нових схем і зусиллям OPPO зі збільшення щільності потужності, компанія прогнозує, що ці зарядні пристрої стануть значно меншими і більш портативними. Вони принесуть новий рівень зручності для споживачів при зарядці їхніх пристроїв.

OPPO тестує нові елементи і використовує ряд фізичних, хімічних, оптичних, термічних і електричних методів для вирішення питань безпеки та виробництва. Врешті-решт, дослідники можуть розробляти нові матеріали для акумуляторів, які адаптуються до більшої кількості ситуацій використання і більш широкого діапазону середовищ. Ці нові матеріали можуть значно збільшити термін служби акумулятора.

Щоб дізнатися більше про концепцію швидкої зарядки OPPO, прочитайте повну публікацію в IEEE Computer Society.