Apple เปิดตัวเทคโนโลยีชาร์จไวสำหรับ iPhone แบบใหม่ที่ร้อนน้อยกว่า ถนอมแบตกว่า ปลอดภัยยิ่งกว่า

ถ้าพูดถึงเรื่องชาร์จไว iPhone จะเป็นรองอุปกรณ์ฝั่ง Android มาโดยตลอด แต่หลังจากเปิดตัว iPhone 17 บริษัทก็ได้เปิดตัวอะแดปเตอร์ใหม่ในชื่อว่า 40W Dynamic Power Adapter (ชาร์จไวได้สูงสุด 60W) ซึ่งผสายเทคโนโลยีใหม่ของ Apple เข้าไปด้วย

อะแดปเตอร์ตัวใหม่นี้สามารถชาร์จ iPhone 17 ได้ 50% ภายในระยะเวลาเพียง 20 นาที การพัฒนาระบบชาร์จในครั้งนี้ไม่ได้มาจากการเพิ่มกำลังวัตต์ที่ชาร์จเพียงอย่างเดียว แต่เป็นผลจากการนำเทคโนโลยีใหม่ที่ชื่อว่า SPR AVS (Standard Power Range Adjustable Voltage Supply) มาใช้เป็นครั้งแรกอีกด้วย

การชาร์จแบบเดิม ๆ

ต้องอธิบายก่อนว่า ปัญหาหนึ่งของการชาร์จไวคือความร้อนที่ต้องเกิดขึ้นแน่ ๆ การชาร์จไวรูปแบบเดิมคือการจ่ายไฟแบบ Fixed Voltage พร้อมกับ in-device secondary voltage reduction คือปลั๊กจะจ่ายไฟออกมาที่แรงดันหนึ่ง แต่ตัวสมาร์ตโฟนเองต้องลดแรงดันลงผ่าน PMIC เพื่อจ่ายไฟให้กับแบตเตอรี่ในระดับที่เหมาะสม ซึ่งการลดแรงดันเป็นจุดที่มีการสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อน เมื่อรวมกับความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีภายในแบตเตอรี่จะทำให้เครื่องร้อนมาก หากอุณหภูมิสูงเกินไป ระบบจะลดความเร็วในการชาร์จลงโดยอัตโนมัติเพื่อความปลอดภัยและอายุของแบตเตอรี่ และสุดท้ายเมื่อความร้อนสูง กำลังไฟที่จ่ายได้ก็จะลดลง ไม่ได้เต็มตามตัวเลขที่แสดงอยู่ดี

เทคโนโลยีชาร์จฝั่ง Android

ทางฝั่งผู้ผลิตสมาร์ตโฟน Android ได้แก้ปัญหานี้โดยการเลือกใช้เทคโนโลยีชาร์จไวของตัวเอง หรือไม่ก็ใช้เทคโนโลยี PPS หรือ Programmable Power Supply หรือโปรโตคอลที่อนุญาตให้ตัวปลั๊กและเครื่องร่วมปรับแรงดันไฟได้อย่างยืดหยุ่น มีข้อดีเรื่องการควบคุมแรงดัน (20mV) และกระแสไฟ (50mA) ทำให้สามารถลดการสูญเสียพลังงานลงได้ อย่างไรก็ตาม PPS มีข้อเสียที่สำคัญคือความแม่นยำในการปรับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ที่ 20mV ซึ่งในสภาพแวดล้อมจริง การสูญเสียแรงดันในสายชาร์จและปัจจัยอื่น ๆ สามารถทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนได้มากกว่า 20mV ทำให้ความแม่นยำของ PPS เกิดขึ้นได้ยาก

ยิ่งไปกว่านั้น PPS ยังมีปัญหาเรื่องการจ่ายไฟที่ไม่คงที่ระหว่างช่วงแรงดันต่าง ๆ กำลังไฟฟ้าสูงสุดของ PPS เป็นผลคูณอย่างง่ายของกระแสไฟฟ้าสูงสุดและแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ตัวอย่างสมาร์ตโฟนที่มีแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อยู่ที่ 3.6V และต้องการแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ 10.8V ชาร์จกับอะแดปเตอร์ชาร์จไฟ PPS ที่มีกำลังไฟ 45W มีสเปกเป็น 21V/2.15A (21V × 2.15A ได้ประมาณ 45W) เมื่อแบตเตอรี่สมาร์ตโฟนของเราอยู่ในระดับที่น้อยมากในช่วงเริ่มต้นการชาร์จ ทุกคนอาจคิดว่าเราจะได้รับพลังงานเต็มที่ที่ 10.8V × 4.15A เท่ากับประมาณ 45W อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของโปรโตคอล PPS เอง กระแสไฟฟ้าสูงสุดที่เครื่องชาร์จสามารถจ่ายได้จึงยังคงถูกล็อกไว้ที่ 2.15A ดังนั้น พลังงานสูงสุดที่สมาร์ตโฟนจะได้รับจริงอยู่ที่ 10.8V × 2.15A = 23.22W ซึ่งหายไปครึ่งหนึ่งเลย

Apple จึงเลือกใช้เทคโนโลยีชาร์จใหม่

จากข้อจำกัดข้างต้นทำให้ Apple เลือกใช้เทคโนโลยี SPR AVS ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในมาตรฐาน USB-PD 3.2 ที่เพิ่งเปิดตัวเมื่อปลายปี 2024 โดย SPR AVS มีการปรับแรงดันที่แม่นยำในระดับ 100mV ซึ่งเพียงพอในการควบคุมแรงดันได้อย่างมีประสิทธิภาพพร้อมทนต่อสิ่งรบกวน เช่น อุณหภูมิ หรือการสัมผัส และยังสามารถจ่ายกระแสไฟได้คงที่ตลอดช่วงแรงดัน ไม่ได้ถูกจำกัดไว้ตามแรงดันเหมือน PPS ส่งผลให้แบตเตอรี่สามารถรับพลังงานได้สูงได้ต่อเนื่องในทุกช่วงของการชาร์จ

ด้วยเทคโนโลยีนี้ กระบวนการแปลงแรงดันที่สร้างความร้อนจะถูกประมวลผที่อะแดปเตอร์ชาร์จได้อย่างเต็มที่ ทำให้ตัวเครื่อง iPhone มีความร้อนต่ำและชาร์จเร็วได้ยาวนานมากขึ้นโดยไม่เกิดความร้อนสะสมแบบเดิม ๆ อีกทั้ง SPR AVS ยังเป็นมาตรฐานแบบเปิดที่ Apple มีส่วนร่วมในการสนับสนุนและพัฒนา ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้โปรโตคอลแบบปิดที่พัฒนาขึ้นโดยแบรนด์ใดแบรนด์หนึ่ง เหมือนในระบบชาร์จเร็วของ Android ที่มักจะมีปัญหาเรื่องความเข้ากันได้เพราะแต่ละแบรนด์ก็จะมีโปรโตคอลชาร์จไวของตัวเอง

การที่ Apple ไม่เลือกใช้ PPS แต่หันมาใช้ SPR AVS ไม่ใช่เพราะเทคโนโลยี PPS ไม่ดี แต่เพราะมีข้อจำกัดเมื่อใช้งานจริง โดยเฉพาะตัวแปรในชีวิตประจำวันอย่างสายชาร์จ อุณหภูมิ การสัมผัส ฯลฯ ทำให้ไม่สามารถรักษาประสิทธิภาพการชาร์จไฟสูงสุดเอาไว้ได้ Apple ได้ประเมินแล้วว่า SPR AVS จะให้ประสิทธิภาพที่คงที่มากกว่า ปลอดภัยกว่า และใช้งานได้ดีในระยะยาวกว่า ในอนาคตจึงเป็นไปได้สูงว่า SPR AVS จะกลายเป็นมาตรฐานการชาร์จเร็วหลักที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ส่งผลให้วงการสมาร์ตโฟนมรก้าวเข้าสู่ยุคการชาร์จเร็วที่ดีขึ้น มีประสิทธิภาพสูงขึ้น และความร้อนน้อยลงอย่างแท้จริง

ที่มา 36KR

วัชรกุล พัฒนาประทีป