松原网主页 > 资讯 > 正文 >

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

2020-06-21 07:30:33 来源:互联网 阅读:-
【摘要】智能手机时代有两个普遍问题,一是电池容量的增加难以拯救严重下降的手机续航,二是到如今能换电池的机型基本绝迹,这意味着对于相当一部分人而言,一天两充甚至三充都成为家常便饭。于是业界开始改变思路,在继续堆电池容量的同时,致力于减少充电的时间,快充技术就此流行了起来。

智能手机时代有两个普遍问题,一是电池容量的增加难以拯救严重下降的手机续航,二是到如今能换电池的机型基本绝迹,这意味着对于相当一部分人而言,一天两充甚至三充都成为家常便饭。于是业界开始改变思路,在继续堆电池容量的同时,致力于减少充电的时间,快充技术就此流行了起来。这次笔者就来简单说说目前各家采用的快充技术。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

快速充电的基本原理:

对于电池,我们常说的参数是电池容量,也就是电量,简单理解就是电池正常工作状态最多可以放出的电荷量,由于它只与电流相关,同类电池的电压也基本一致,故而成为了一个简单易行的计量方式,被业界和消费者们广泛使用。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

但这却带来了一个流毒严重的错误:它导致很多人都以为电池是电荷存储器,大错特错!必须强调:电池是能量存储器,它的供电能力直接与能量挂钩,不仅涉及到电量,还有电压。同样,充电技术是给电池补充能量的技术,一切也必须以提高实际输入电池的能量为优先

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

说完这些前置的内容,就进正题。提高能量传输的速率,就是提高功率,而充电能量的来源就是充电器,自然提高充电器的输出便成为首要任务。按照功率计算公式P=UI,就意味着具体就要在输出电压和电流的提高上下功夫,自然也分化出了两种不同的派别:高电压充电和高电流充电。

高电压与高电流:

目前大多数的快充技术协议都走的是高电压路线,通过提高电压,保持或略微提高电流,这样乘积获得的功率也会随着电压增大的倍数而增加。这种方式有两点好处:一是简单易行,由于充电器、传输线和手机本身是串联关系,传输线只和电流相关,这样电流较低对于传输线的要求较低,取材容易兼容性好;二是电流值低,根据焦耳定律,传输线上的能量损失较小。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

不过这也带来了一个问题,充电器输出和充入手机的电压提高,但实际输入电池的电压并没有革新,和此前5V时代没什么差别,这就意味着充入手机之后还有经过降压,这不仅会损失功率,而且这些功率会转化为手机本身的发热,反过来还会因为温度升高限制此后输入的功率,造成恶性循环。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

而电流党的做法则相对,保持原有的5V输出不变,提高电流,同样可以提高输出功率。当然这避免了手机机身内部额外的降压工作,但也带来了传输过程的问题:不仅提高了传输损失和传输发热,而且大电流超过了绝大部分传输线的可承受范围,这意味着如果不使用特定的高端数据线就无法实现快充。而且目前采用高电流充电的协议数量稀少,产业地位低,兼容性极差,如果不用原装线充就无法快充

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

当然,上面这些只是原理,对于实际产品而言,充电头的输出功率是由充电头和手机本身共同握手决定,实际充入手机到输入电池的损失功率则需要看实际采用的快充IC的效率,而非通过上面简单的原理解释来判断高低。原理类型只是影响难易度而已,具体还要看产品,而且随着时间推移充电功率要求必然越来越高,两种方向最终也会殊途同归。

高通Quick Charge协议:

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

接下来说说具体协议,由于业内并没有大一统的规范组织,所以诸厂商基本都各自占山为王,没有协议的厂商也喜欢对自家产品的快充做出各种营销包装,比如起个名字叫闪充以体现毫无根据的高大上,当然这些快充都基于以下这些协议。高通推出的协议被命名为Quick Charge,已经演化到3.0版本,手机领域规格见下表。

版本号QC1.0QC2.0QC3.0
电压5V5V、9V、12V5-12V,200mV一档灵活取值
最大电流2A3A3A

换言之发展方向从提高电压转变为依照实际情况,比如握手过程中检测到的数据线阻抗等等,选取合适的电压电流值,保持功率降低损耗

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

此外,高通作为技术最全面的厂商之一,也给予了QC协议足够的支持,即在高通引以为傲的手机平台整体解决方案上,打包了PMI电源管理和SMB电量计两颗IC来实现QC快充,虽然效率不算很好,但使得高通平台的产品拥有业界最高的快充普及率。当然有些黑心厂商仍然会阉割掉快充功能,比如华为;或者像三星那样易以自家的协议;同时非高通平台的产品也有兼容QC协议的,比如乐视。

MTK PEP/华为FCP/三星AFC协议:

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

这一段来介绍其他的高压充电协议,由于这些厂商暂时都没有打包快充IC的能力,都必须依靠第三方比如德州仪器的快充IC,再灌入自家协议。好在德仪在这方面的确威武,这些产品的效率普遍都不错。各自规格如下。

协议名PEP 2.0FCPAFC
最大规格12V 2A实测值9V 1.5A(充电头标称9V 2A)9V 1.67A12V 2.1A(仅限平板)

需要注意的是,似乎因为高通的市场占有率太高的缘故,支持这些协议的手机大多只支持自家单协议,但对应的充电头普遍都支持高通QC协议

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

OPPO VOOC/一加DASH协议:

上面都是高压党,现在来介绍存在感最高的电流党,就是OPPO研发的VOOC协议,自家亲戚一加则采用其USB Type-C版本,命名为DASH。其采用5V充电,OPPO R9、一加3的充电头标称最大值为4A,OPPO N3的标称最大值则为5A。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

不过VOOC/DASH的实现方式过于特别,导致必须采用原装的线充组合才能快充,而不像别家只要协议兼容就可以搞定。此外,一般的USB电表无法测量VOOC的输出,而且最近还被挖出了虚假宣传贬低同行、实际充电速率造假等丑闻,可见并没有宣传得那么厉害。但客观而言,起步较早的OPPO起码在快充功能的推广上贡献很大,那句“充电五分钟,通话两小时”更是点出了快充意义的真谛所在。

USB PD协议:

以上都是厂商们推出的协议,当然规范化组织也并非没有努力过,USB推广组织此前推出过PD协议,支持双向充电,功率也相当美好。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

可惜由于它并非强制性,所以支持它的产品基本都是凤毛麟角,厂商自己也基本不宣传;同时标准本身也并不严格,实际产品互相之间也经常不兼容,所以存在感很低。不过据说未来,尤其是Type-C普及之后,前景一片光明,拭目以待。

此外,相比手机,笔记本行业上PD充电倒是更常见一些。

如何看待快充?

最后再讲讲如何看待快充功能。很多人都看重0-100%充电时长,这对于快充而言并不利,因为所有的充电过程都是越来越低的走向,快满的时候都会降到1w以下功率以保养电池,也就是涓流充电。换句话说只有在低电量的时候才会实现最大功率的快充,而单论充满的时长却并不会缩短很久。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

这样,其实快充的存在意义,更多是短时快充。出门在外,电量告急只剩下不到20%甚至不到10%的时候,找个电源插上快充十几分钟,又能有起码30%的电量可用,一如dota游戏中的低血量专用装备大魔棒,都是救急意义上的神器。OPPO那句广为流传的广告词“充电五分钟,通话两小时”说的就是这个道理。

手机充电到底能有多快?快充闪充技术科普

推荐阅读:iphone7和iphone8哪个好