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快充技术的普及开始成为一种必然的趋势
2017-8-14 15:11:04  1121 快充 智能手机 必然趋势 hr连接器
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  智能手机已成为生活中的常用必备品,购物、交友、游戏样样都离不开它,但随着手机大屏化、轻薄化发展,手机电池电量越发显得捉襟见肘,快充技术的普及开始成为一种必然的趋势。


  何为快充?

  快充是一种能使手机在短时间内充满电的快速充电技术。由能量E=ItU,可知在电池容量一定的前提下,电压和电流是决定充电时间的关键因素。快充有三种不同的实现形式:

  (1) 电压不变,提高电流;

  (2) 电流不变,提高电压;

  (3) 同时提高电压和电流。

  快充技术的本质就是提高充电的功率,而影响充电功率最直接的因素就是电流和电压了。上过物理课的你们都应该知道P(功率)=I(电流) X U(电压)。所以要提高充电功率,提高电流和电压最为直接!

  USB PD要统一快充标准

  鸡年春节期间,USB-IF组织发布了USB PD 3.0的重要更新,正式推出旨在一统快速充电技术规范的PPS(Programmable Power Supply),成功收编了高通的QC 4.0,并与我国工信部的泰尔实验室达成了共识,预计将与国标实现统一。且谷歌同样在最新的Android 7.0 OEM规范中强调:快充技术必须支持USB PD。至此,2016年风起云涌的快速充电标准之争告一段落,将于2017年进入统一标准,快速发展的道路。

  这个消息一出基本上从硬件和软件层面给USB PD快充上了道双保险。首先,PPS将不允许USB接口通过非USB PD的协议来进行电压调整,这就基本上杀死了90%的第三方快充标准,因为绝大多数快充都都是通过协同调整电流电压来进行快充的,因为在不同的电量阶段最合适的充电电压和电流是不一样的,为了达到最高的充电效率和安全性就需要不断调整充电电流和电压。而所有的充电基本上都是通过USB接口来进行的,如果今后不支持USB PD就不能进行电压调整,那么这些快充就不得不在自己的标准中加入对USB PD的支持。

  硬件上已经下了最后通牒,谷歌在软件端的规定同样非常强硬。这么看来,各个厂商自有快充标准的好日子可能到头了,包括QC 4.0在内的众多快充标准都将被收编,USB PD将一统天下,而事实上,高通最新的QC 4.0已经使用了USB PD协议,成为了USB PD的一个分支。

  而这件事情对于用户体验来说毫无疑问是件好事情,现在五花八门的快充标准的IC芯片都是自行研发,换个充电头甚至是数据线都会导致快充功能失效,这显然是我们不想看到的,如果今后都使用USB PD标准,那么不同品牌的快充充电器和数据线都将通用,用户在也不需要把原装充电器绑在身上了,甚至接下来所有的充电宝可能也都会支持USB PD快充标准。

  目前常见的快充方案

  虽然市面上具备的快充技术看似分门别类,拥有很多派别,但其实归根结底就是增大电压和电流这两种方式。而目前市场上比较流行的快充方案就是高电压低电流、低电压高电流这样的分类,无论是高电压还是大电流,最终都是依靠提高功率来提升充电的速度,下面我们就针对这两种主要的方式简单的为大家进行罗列。

  高通Quick Charge

  高通Quick Charge就是高电压低电流的典型方案,目前高通快充技术已经不知不觉来到了Quick Charge 4第四代,从最初的QC 1.0仅仅支持最高5V/2A的充电功率,到QC 2.0可以兼容5V/9V/12V/20V四档充电电压,并且达到最大3A的充电电流水准。而Quick Charge 3.0则是在QC 2.0的基础上进行的改进,以200mV增量为一档,支持3.6V到20V的工作电压动态调节。这样一来,手机厂商就能够根据自家产品的需求调整到最佳电压,从而达到预期的电流,提升手机的充电效率。

  而最新一代的高通快充技术Quick Charge 4,已确定将会在下一代旗舰芯片骁龙835处理器上支持使用,预计搭载骁龙835的商用终端将在2017年上半年出货。据悉,升级版的QC 4.0通过Qualcomm Technologies的平行充电技术Dual Charge,与前代QC 3.0相比,可以享受到高达20%的充电速度提升。除了提升充电速度之外,QC 4.0还实现了更短的充电时间和更高的效率,能在更准确地测量电压、电流和温度的同时,保护电池、系统、线缆和连接器。一方面提升充电速度,一方面保护了电池、充电器等设备。

  OPPO超级闪充

  接下来再来看一下低电压高电流标准的OPPO VOOC闪充技术,VOOC选择的是保持电压不变,通过加大电流的方式提升充电速度。回顾OPPO VOOC闪充的这两年,最早诞生于2014年,之后在同年的10月推出了VOOC mini,15年用户量已经突破千万,得到了业内外人士的高度认可,就在今年年初,OPPO又推出了超级闪充技术,充电速度还要领先于OPPO的VOOC 闪充。

  在了解超级闪充技术之前,先熟悉一下手机电池充电的三个阶段,分别为恒流预充电、大电流恒流充电和恒压充电。当手机处于低电量时,电压也会相应降低,此时充电器会使用较低的电流对电池进行充电,当电池的电压高于预定数值后,就会采用恒流充电。

  而 OPPO的最新闪充技术正是利用了这样的工作原理,对电流进行严格的调控,这样的好处在于,避免了增压提升功率的方式,因此在线路损耗方面会减少很多,并且有效遏制了手机发热的现象。在经历了第一代VOOC快充充电器庞大以及充电线接口会断的隐患后,目前终于呈现给我们在快充、便携和安全这三方面都兼顾的快充技术了,只是这项技术只适配于OPPO这一家产品,兼容性还不够。

  MTP Pump Express Plus快充技术

  除了高通和OPPO这两个比较突出的快充技术,联发科MTP Pump Express Plus快充技术的原理和高通Quick Charge大同小异,都是保证了恒定电流,通过加大充电器到手机USB端口的电压来实现更大的充电功率。

  近两年PumpExpress技术开始崭露头角,内置PMIC电源管理集成电路,允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压。由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器,再根据这个指令调整输出电压。

  Pump Express 3.0宣称能够在20分钟内为智能手机充满70%电量,同时相比PumpExpress Plus功耗减少50%,间接降低发热。相比QC 3.0的200mV为一档的增量的做法,PumpExpress 3.0电压微调幅度仅为10mV,理论最高可提供5A充电电流。

  此外,诸如一加的DASH极速闪充也是类似OPPO的VOOC闪充技术,原装充电器可以输出5V/4A的功率;再比如魅族的mCharge 3.0,由于是基于联发科平台,因此mCharge快充技术基本也是依托于MTK推出的Pump Express。
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