08.23 充电多快可以叫“快充”? 带你了解一下什么是“快充”

电池,是手机的心脏,供养着手机的血液能源,也是手机内部最脆弱的地方。三星note7爆炸事件令三星电子一蹶不振,各大厂商也受其震慑,不敢贸然尝试新技术,石墨电池也因此迟迟不能上马。而此时CPU,线性马达,HiFi芯片等等新鲜科技不断在手机里完善进步,他们对电能的需求也不断增加,更大的电池影响便携美观,这样供需矛盾就促成了“快充”的普及进步。

何为“快充”

快充:顾名思义,更快的充电速度。电池锂离子从正极排出并快速的嵌入负极,不能造成锂离子的沉积,这个过程越快就意味着充电时间越短。

充电多快可以叫“快充”? 带你了解一下什么是“快充”

快充分类

目前手机行业有3种快充方案:高压低电流(电流不变,提升电压),低压高电流(电压不变,提高电流)和高压高电流(同步提高电流和电压)。具体表现如下:

充电多快可以叫“快充”? 带你了解一下什么是“快充”

1、高压低电流的崛起

早期的智能手机电池容量普遍在900mAh~1500mAh之间,而标配充电器的输入参数也多以5V/1A为主,完全充满电力需要2.5个小时到3个小时之间,随着三星大屏手机的潮流,电池容量也达到了2500mAh,但充电器规格依旧是5V/1A,所以其充电时间长达4.5小时左右。

(1)Quick Charge 1.0

高通作为一家芯片供应商就意识到了这个“充电漫长”的问题,随之提出了“快充”的概念,Quick Charge 1.0(下文简称QC1.0)就此诞生。

QC1.0通过提高输入电流来提升充电效率,支持5V/2A即最大10W的充电功率。同一年,华为在第一代Mate手机身上也引入了“快充”概念,同样支持5V/2A输入,3.5小时以内就可将4050mAh电池充满。

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(2)Quick Charge 2.0

2013年,高通在QC1.0的基础上提出了QC2.0的概念,将“高压低电流”方案进一步升华。可以说,QC2.0是快充历史上普及度最高,影响力最大的标准,哪怕是三星2018年度旗舰Galaxy S9采用的依旧是5年前诞生的QC2.0(肯定是被炸怕啦)。

QC2.0通过USB端口的D+和D-两个信号实现通讯和调压,新增对9V、12V和20V(用于平板电脑,非常罕见)电压的支持,最大支持9V/2A和12V/1.5A即18W的充电功率( 极少数设备可短时间实现12V/2A即24W的充电功率,但因发热问题而无法持久),并向下兼容传统的5V/2A输出。这意味着QC2.0充电器可以适配更多老旧手机和数码设备,也能抵消劣质/较长的充电线带来的电压损耗,从而保证充电的效率。

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作为高通的最主要竞争对手,联发科在高通提出QC快充技术不久,也推出了自家的Pump Express(下文简称PE)快充技术,而随后的Pump Express Plus(PEP)则对应QC2.0,至于PE和QC的最大差异是前者改用VBUS上的电流脉冲来进行通讯和调压。

除了联发科,华为也拿出了Fast Charger Protocol(FCP),它们的共性是全部基于“高压低电流”方案衍生而来,而三星Fast Charge、vivo的双引擎闪充和魅族MCharge等品牌主打的快充技术,则大都是基于QC或PE方案的“马甲”。

(3)弊端

但高压快充方案的不断发展也暴露出来一个致命的问题,那就是热量,相信有很多人手机快充的时候手机和充电头非常烫,那是因为充电器端输出的电压很高,进入手机端后也需要转换成与电池匹配的电压(约4.0V)。这就导致输入电压越高,转换效率越低,而损失的功率将会被转换为热量,从而影响到手机的安全和稳定性。

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因此,很多Android手机厂商虽然采用了QC2.0快充技术,但标配充电器却仅支持9V/1.5A或12V/1.2A,远远低于QC2.0的理论最大值。同时,无论是QC2.0、PEP还是FCP,只有手机处于待机(黑屏)状态时才能“满血充电”,一旦手机亮屏后,充电功率就会下降到10W左右,其初衷就是降低发热避免隐患。

在2015年,高通和联发科还先后推出了QC3.0和PE2.0快充技术,允许输入电压在3.6V到12V之间进行微调,在充电速度和发热中找到最合理的那个节点。但无论如何,高压快充都无法避免发热的痛点,也只能止步于此。

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2、低压高电流的反攻

说到低压快充,就不得不提到oppo,其“VOOC闪充”在2014年推出,最大的特色就是支持5V/4.5A输入,充电功率可达22W,30分钟就可将电池从0恢复到75%,并造就了“充电5分钟,通话2小时”的经典广告台词。

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由于输入电压和电池电压相差不多,所以几乎没有电压转换的过程,快充时只有很少的功率被转换为热量,主要的发热源也从手机端转移到了充电器端。因此,哪怕手机处于亮屏状态,依旧可以进行满血快充(即所谓的“边玩边快充”),只有在玩游戏手机热量上升时才会降低充电电流。一加带来了Dash闪充(5V/4A)、华为实现了SuperCharge超级快充(5V/4.5A),魅族也推出了mCharge4.0(5V/5A)。

在2016年,高通和联发科发布QC4.0和PE3.0技术,全部引入了低压高电流快充技术;同年华为推出的荣耀Magic运用了“HUAWEI Magic Power”的快充技术,可以实现最大5V/8A即40W的充电功率!这可能就是低压快充的极限。

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oppo还在今年的OPPO Find X兰博基尼版上,推出全新的SuperVOOC超级闪充,手机里其实是两块电池,同时闪冲(5V/5A),内部创新性的使用了专用的charge-pump高效降压电路,可以将双电芯串联的电压降为一颗电芯的电压,整个通路的电流都不超过5A,因此安全等级和传统的VOOC一样。

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3、高压高电流的出现

华为40W超级快充通过认证

近日,华为一款型号为HW-100400C00的电源适配器通过了3C认证。该适配器由雅达电子(罗定)有限公司生产,在海拔5000米及以下地区的最高输出规格为10V/4A。也就是说,这款充电器的最大充电功率将高达40W,远高于目前华为P20系列上应用的22.5W快充技术。据说将会在mate20上首发!

还有,在2017年的MWC大会上,魅族展示了旗下第三代快充技术——Super mCharge,它支持11V/5A高压直充,最大充电功率可达55W!它的背后是电荷泵原理,内部IC只有两组电路,转换效率高达98%,全新定制的安全电芯可以做到800次循环充放电后依然拥有 80%以上容量,足够用户正常使用两年左右。

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如何看自己手机的快充和速度方案

拿出自己手机的原装充电头,上面有一行写着输出多少伏多少安。一般9v2a/12v2a都是高压快充,5v4a或5v4.5a都是低压快充。充电速度就是V*A=()w。比如5v2a就是10w,9v2a就是18w!

要注意的是,高通骁龙835支持QC4.0+,但市面上搭载骁龙835且唯一支持该快充技术的就只有雷蛇手机,其它品牌出于成本的顾虑大都选择QC3.0或QC2.0与其搭配。


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