現(xiàn)在手機(jī)基本上是人手一部,部分兄弟姐妹還整個兩部或者更多的,由于智能手機(jī)的興起,各種APP應(yīng)用,各種吃雞手游等層出不窮,手機(jī)已經(jīng)成為日常生活中密不可分的重要物件,手機(jī)功能也是逐步完善和強(qiáng)大,基本可以替代平板電腦的使用,像我這種對各種功能嗤之以鼻的用戶,基本就登錄微信,看看今日頭條,然后就是電話溝通,但總感覺現(xiàn)在的電池容量不夠用,給手機(jī)充電,已經(jīng)是我每天的日常最重要的工作,甚是懷戀曾經(jīng)的功能機(jī),那時(shí)基本一周以上不用充電,剛出江湖2000年那會兒用的愛立信功能手機(jī),摩托羅拉的翻蓋手機(jī)等等,電池容量不夠的用戶體驗(yàn)肯定不是我一個人這樣想,所以近兩年各種手機(jī)快充的廣告是四面八方撲面而來,最著名的就是藍(lán)綠兄弟的【充電五分鐘,通話兩小時(shí)】,現(xiàn)智能手機(jī)基本都配備啦快速充電技術(shù)或者無線充電技術(shù),一般而言,對于充電功率達(dá)到10W(電壓5V;電流2A)方能稱之為快充,不是現(xiàn)在的牛鬼蛇神,啥也叫快充,今天我們一起來瞅瞅,USB快充究竟是個什么鬼!
一開始手機(jī)電池都不大,手機(jī)的充電電流一般是5V1A,而平板電腦的充電電流一般是5V2.1A;這個時(shí)候USB接口默認(rèn)的5V 0.5A就可以滿足充電的需要;但是當(dāng)智能機(jī)出現(xiàn)之后,由于對性能的大幅度渴求導(dǎo)致功耗上升,0.5A已經(jīng)滿足不了需要了;于是定義了一個增強(qiáng)的USB充電識別標(biāo)準(zhǔn)BC1.2;它將充電電流最大擴(kuò)展到5V 1.5A;現(xiàn)在市面上的普通集線器實(shí)際上是以數(shù)據(jù)傳輸來作為主要的功能的,雖然有電流的輸出可以提供充電,但是有沒有考慮過這樣充電是不是合適這個問題;實(shí)際上我們用普通的集線器去充電的時(shí)候是對手機(jī)電池有一點(diǎn)的影響;低于手機(jī)限制的充電電流,剛開始你可能沒感覺到怎么樣,后面你就會覺得手機(jī)電池為什么那么不經(jīng)用了;所以BC1.2充電標(biāo)準(zhǔn)可能說是將充電和數(shù)據(jù)傳輸給結(jié)合在一起的一個實(shí)用性規(guī)范;但是到了2013年左右,出現(xiàn)了3000毫安時(shí)以上的智能手機(jī),這個時(shí)候就算是5V 1.5A也不能滿足需求了,于是再次擴(kuò)展到5V 2A.
對于充電功率達(dá)到10W(電壓5V;電流2A)方能稱之為快充.【這句話重點(diǎn),要考試的】;究竟誰決定電流的大小?
手機(jī)充電電流是手機(jī)來控制的,而不是充電器,手機(jī)會智能檢測充電器的負(fù)載能力,充電器功率足承載能力強(qiáng),手機(jī)控制芯片就會允許充電器加載更高的電流,如果充電器輸出電流小,手機(jī)也會限制給自己充電的電流,避免破壞手機(jī)的充電體系!這就是為什么我們要選購大功率充電器的原因,例如一臺手機(jī)最大支持5V 1.5A的輸入,你買個5V 1A的充電器,就會導(dǎo)致手機(jī)只能以5V 1A來充電,不僅充電速度慢,而且因?yàn)槌潆娖饕恢比?fù)荷工作發(fā)熱嚴(yán)重;反之你買個5V2A的充電頭,手機(jī)會控制只輸入1.5A的電流,充電器負(fù)載較低,有充足的余量;當(dāng)然充電器和手機(jī)之間,還有一個最重要的部件,那就是手機(jī)數(shù)據(jù)線!這根連接的數(shù)據(jù)線,需要安裝充電頭的配置去設(shè)計(jì)符合的規(guī)格!拿我們的蘋果老大舉例,蘋果不僅Lighting數(shù)據(jù)線有認(rèn)證,充電器也是有認(rèn)證的,蘋果設(shè)備檢測到非原裝充電器會限制電流到5V1A甚至0.5A;這也是為什么盜版的蘋果線充電慢的一個原因.
iPhone 6/Plus分別最高支持5V 1.5A/2A的充電,但是蘋果標(biāo)配充電器只有5V 1A。對于1800多毫安電池的iPhone6來說其實(shí)無關(guān)緊要,但是對于接近3000毫安時(shí)電池的iPhone6 Plus來說簡直致命!目前蘋果的充電方式主要有四種搭配,分別為:蘋果 29W USB PD 充電器?;蘋果 5V/2.4A 充電器?;蘋果 5W 充電器?;mophie 無線充電?;以下我們來看下分別的測試數(shù)據(jù)時(shí)間,我們就可以清楚的看到差別!
5V 2A就是高通的Quick Charge 1.0技術(shù);當(dāng)然實(shí)際上為了防止充電器滿負(fù)荷,一般手機(jī)都是限制到了5V 1.8A左右的;安卓手機(jī)5V 2A的充電技術(shù)沒有什么限制也沒有識別協(xié)議;如以上所述,我們都已經(jīng)知道,要想提高充電速度,關(guān)鍵還是在于提高充電的功率;功率(W)=電流X電壓,充電器先把市電220V降壓到5V輸出到手機(jī)MicroUSB接口,然后手機(jī)內(nèi)部電路再降壓到4.3V左右給電池充電;這里面一共有兩個降壓的過程。之前充電器輸出電壓都是5V,大家想著怎么提高電流;但是當(dāng)達(dá)到5V 2A之后,瓶頸就來了:電流再增加勢必造成Micro USB接口和數(shù)據(jù)線無法承受;Type C應(yīng)運(yùn)而來,Type C接口的觸點(diǎn)數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口,這就使得它能承受的電流強(qiáng)度大大增加;同時(shí)Type C加入了互相識別的步驟,可以把自己定義成充電器或者受電設(shè)備;換句話說USBType C天然支持快充,同樣的電流下USB Type C損失也會更小,而且可以支持雙向充電.
現(xiàn)在越來越多的手機(jī)使用了快速充電技術(shù),那么目前都是有哪些手機(jī)快速充電技術(shù)?手機(jī)快速充電技術(shù)的原理是什么?
由于當(dāng)前以高通、MTK、華為、OPPO、三星為首的企業(yè)都分別推出了自家的快充技術(shù),各自為營,互不兼容,機(jī)快速充電主要分為兩大類:低壓快速充電技術(shù)、高壓快速充電技術(shù),其中VOOC閃充手機(jī)快速充電技術(shù)較為成熟,高通、聯(lián)發(fā)科快速充電技術(shù)還在發(fā)展中,下面就詳細(xì)介紹一下這些手機(jī)快速充電的原理.
高通的QC標(biāo)準(zhǔn)
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),目前全球大約有 6 億臺設(shè)備已經(jīng)提供支持快充 2.0 和快充 3.0 了,高通近日宣布,Quick Charge 4.0 產(chǎn)品將在今年下半年開始出現(xiàn)。據(jù)悉 Quick Charge 4.0 或?qū)⑻峁┳罡?28W 的充電功率,遠(yuǎn)超其他快速充電標(biāo)準(zhǔn),能讓手機(jī)在短短 15 分鐘的時(shí)間內(nèi)能充過 50% 的電量(Quick Charge 2.0加入了特殊芯片。而為了避免老版本手機(jī)在充電時(shí)被過大電流燒毀,還加入了特殊的IC判斷開關(guān)).
OPPO家族的VOOC閃充標(biāo)準(zhǔn)
提高充電速度的方法有兩個大方向,一是提高電壓,二是提高電流。提高電壓會增大充電過程中的發(fā)熱量,加速電池老化并可能帶來安全隱患,因此實(shí)際效果不佳。相比之下,提高電流則現(xiàn)實(shí)的多。VOOC技術(shù)采用的就是低電壓高電流模式,保證了充電過程中的安全性,目前使用VOOC閃充的機(jī)型有:OPPO R7s、OPPO R7,OPPO R7 Plus,OPPO Find7,OPPO R5,OPPO N3,OPPO U3.
聯(lián)發(fā)科Pump Express Plus標(biāo)準(zhǔn)
聯(lián)發(fā)科的快速充電新技術(shù)Pump Express內(nèi)置于PMIC的電源管理集成電路。其允許充電器根據(jù)電流決定充電所需的初始電壓,由PMIC發(fā)出脈沖電流指令通過USB的Vbus傳送給 充電器,充電器依照這個指令調(diào)變輸出電壓,電壓逐漸增加至高達(dá)5V 達(dá)到最大充電電流。Pump Express目前有兩種技術(shù)規(guī)格,一是輸出功率小于10W的Pump Express,二是輸出功率大于15W的Pump Express Plus。
目前配合聯(lián)發(fā)科的快充方式,也已經(jīng)有Dialog,On-bridge 和通嘉等電源芯片廠為其配合開發(fā)專屬電源管理IC,它無需使用到USB的數(shù)據(jù)通訊口,線路簡潔,從架構(gòu)上看和目前傳統(tǒng)USB 充電器幾乎一樣,成本提高也較低,很適合在中低端手機(jī)中進(jìn)行推廣
華為快充標(biāo)準(zhǔn)
在手機(jī)的快充通用標(biāo)準(zhǔn)以高通(QC3.0,QC2.0)快充最為廣泛, 但是華為自家的FCP(Fast Charger Protocol)也是不可忽視的一股力量,目前華為的榮耀7和Mate8,P9等旗艦機(jī)型都標(biāo)配了快充技術(shù),并且9V 2A(18W)的輸出性能一點(diǎn)都不亞于高通QC2.0的同類快充手機(jī), 現(xiàn)在市面上高通QC快充的識別IC很多,但是很少有能支持華為FCP快充的識別IC,可讓電源工廠來搭配,做成適用于華為FCP快充的產(chǎn)品:車充,充電器,移動電源.
提醒:多消費(fèi)者一直存在誤區(qū),覺得采用USB Type-C接口和數(shù)據(jù)線的智能手機(jī)充電速度和數(shù)據(jù)傳輸速度肯定都會很快,那么使用USB Typc-C接口機(jī)型充電速度是否一定更快?不一定,其實(shí)這主要是USB PD協(xié)議在起作用,如果只是采用USB Type-C接口而不兼容USB PD協(xié)議或者QC 3.0之類的快充技術(shù),充電速度同樣也是不會大幅提升的,目前市面上兼容USB PD協(xié)議并隨機(jī)附送該協(xié)議快充頭的手機(jī)并不多.
USB-PD的步步緊逼
一直以來,手機(jī)領(lǐng)域的許多新技術(shù)都需要蘋果來帶動,然而在快充方面,安卓陣營卻能夠自豪地對蘋果說:哥們兒,快跟上,不過,高通、MTK、華為、OPPO、三星等企業(yè)都分別推出了自家的快充技術(shù),這種“市場割據(jù)”造成電池質(zhì)量、數(shù)據(jù)線接口、數(shù)據(jù)線等品控不一,導(dǎo)致了快充的標(biāo)準(zhǔn)不一,規(guī)格不一,使得整個快充市場成本被無形拉高
此前,USB-IF組織發(fā)布USB-PD 3.0重要更新,推出了名為PPS(Programmable Power Supply)的快速充電技術(shù)規(guī)范,將不允許USB接口通過非USB PD的協(xié)議來進(jìn)行電壓調(diào)整。同時(shí),谷歌同樣在最新的Android 7.0 OEM規(guī)范中強(qiáng)調(diào):快充技術(shù)必須支持USB PD。
在這樣的沖勢下,業(yè)界認(rèn)為,各個廠商自有快充標(biāo)準(zhǔn)的好日子可能到頭了,包括QC 4.0在內(nèi)的眾多快充標(biāo)準(zhǔn)都將被收編;而事實(shí)上,高通最新的QC 4.0已經(jīng)使用了USB PD協(xié)議,做好了應(yīng)對準(zhǔn)備。但同時(shí),高通又不愿束手就擒,希望通過提升自身專利快充技術(shù)水平,以擴(kuò)大市場占有率,因此急于淘汰QC4.0,迅速上馬QC 4+也在情理之中.
這里我們來解釋一個關(guān)鍵的事情:
充電輸入功率增大了,是否電池的壽命就降低了?
鋰電池充電過程
電池有兩極:正極是鋰化合物,負(fù)極為石墨。
充電放電都是電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換,在鋰離子在正負(fù)極運(yùn)動過程中,也在變成不同的化合物.
我們可以把鋰離子看作是裝有電荷的小車:在充電時(shí),由于電場作用使小車全部開到負(fù)極儲存下一定的能量(鋰離子嵌入到負(fù)極的石墨碳層微孔);在放電時(shí),這些帶著電荷的鋰離子小車由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng),又跑到了正極(鋰離子的脫嵌,使正極處于富鋰狀態(tài));在這個過程中形成電流供電
▲鋰電池充電放電示意圖
當(dāng)然為了防治這樣的安全隱患,手機(jī)廠商們和充電器廠商們也是花了心思的,現(xiàn)在大部分的手機(jī)已經(jīng)都有IC防護(hù)存在;正規(guī)的充電器本身也會對電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控;并在移動設(shè)備上采用涓流充電的方式,來降低電容量上限的損耗,延長電池壽命;這些方法對于手機(jī)過充都有很好的抑制作用,但歸根結(jié)底還是因?yàn)槲覀冊谑謾C(jī)完成充電的情況下沒有及時(shí)拔掉電源,讓手機(jī)不斷重復(fù)放電和充電的過程,導(dǎo)致電容量上限減少;快充的大批量應(yīng)用更加的增加啦這種憂慮!
小編總結(jié):目前市場主流品牌旗艦機(jī)型大多使用高壓快充,但高壓快充最大的弊端在于功率損耗導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重,在降低用戶使用體驗(yàn)的同時(shí),也給手機(jī)散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很多額外的成本,故小編認(rèn)為,低壓快充將引來快速成長機(jī)會,伴隨著USB Type-C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入快車道,USB-PD協(xié)議也逐漸進(jìn)入了公眾的視線;這種新的充電協(xié)議顛覆了人們對USB充電效率低下的認(rèn)知,它可以承載3A或5A的電流(傳統(tǒng)的USB A型或B型接口最大承載電流只有1.7A),有利于提升充電的功率,最高的傳輸功率可以達(dá)到100W;同時(shí)接口中定義了用于功率傳輸協(xié)議通訊的專有通道(CC1/CC2),可以在充電和受電設(shè)備間完成智能的自適應(yīng)充電調(diào)節(jié),提升充電效率;以USB的普及率為保障,這種低壓快充的新協(xié)議將快充成長,有望成為便攜設(shè)備充電標(biāo)準(zhǔn)的終結(jié)者,大功率將成為趨勢,故未來Type-C 的C TO C 3.1線材規(guī)格將成為Type-C系列的主打產(chǎn)品,目前由于成本較高及加工技術(shù)難度,驗(yàn)證測試要求較高,可生產(chǎn)廠商較少,但伴隨著一些中型企業(yè)研發(fā)能力的加強(qiáng)及市場需求的推動,類似的產(chǎn)品單價(jià)將迎來合理區(qū)間;謝謝!
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