08.23 充電多快可以叫“快充”? 帶你瞭解一下什麼是“快充”

電池,是手機的心臟,供養著手機的血液能源,也是手機內部最脆弱的地方。三星note7爆炸事件令三星電子一蹶不振,各大廠商也受其震懾,不敢貿然嘗試新技術,石墨電池也因此遲遲不能上馬。而此時CPU,線性馬達,HiFi芯片等等新鮮科技不斷在手機裡完善進步,他們對電能的需求也不斷增加,更大的電池影響便攜美觀,這樣供需矛盾就促成了“快充”的普及進步。

何為“快充”

快充:顧名思義,更快的充電速度。電池鋰離子從正極排出並快速的嵌入負極,不能造成鋰離子的沉積,這個過程越快就意味著充電時間越短。

充電多快可以叫“快充”? 帶你瞭解一下什麼是“快充”

快充分類

目前手機行業有3種快充方案:高壓低電流(電流不變,提升電壓),低壓高電流(電壓不變,提高電流)和高壓高電流(同步提高電流和電壓)。具體表現如下:

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1、高壓低電流的崛起

早期的智能手機電池容量普遍在900mAh~1500mAh之間,而標配充電器的輸入參數也多以5V/1A為主,完全充滿電力需要2.5個小時到3個小時之間,隨著三星大屏手機的潮流,電池容量也達到了2500mAh,但充電器規格依舊是5V/1A,所以其充電時間長達4.5小時左右。

(1)Quick Charge 1.0

高通作為一家芯片供應商就意識到了這個“充電漫長”的問題,隨之提出了“快充”的概念,Quick Charge 1.0(下文簡稱QC1.0)就此誕生。

QC1.0通過提高輸入電流來提升充電效率,支持5V/2A即最大10W的充電功率。同一年,華為在第一代Mate手機身上也引入了“快充”概念,同樣支持5V/2A輸入,3.5小時以內就可將4050mAh電池充滿。

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(2)Quick Charge 2.0

2013年,高通在QC1.0的基礎上提出了QC2.0的概念,將“高壓低電流”方案進一步昇華。可以說,QC2.0是快充歷史上普及度最高,影響力最大的標準,哪怕是三星2018年度旗艦Galaxy S9採用的依舊是5年前誕生的QC2.0(肯定是被炸怕啦)。

QC2.0通過USB端口的D+和D-兩個信號實現通訊和調壓,新增對9V、12V和20V(用於平板電腦,非常罕見)電壓的支持,最大支持9V/2A和12V/1.5A即18W的充電功率( 極少數設備可短時間實現12V/2A即24W的充電功率,但因發熱問題而無法持久),並向下兼容傳統的5V/2A輸出。這意味著QC2.0充電器可以適配更多老舊手機和數碼設備,也能抵消劣質/較長的充電線帶來的電壓損耗,從而保證充電的效率。

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作為高通的最主要競爭對手,聯發科在高通提出QC快充技術不久,也推出了自家的Pump Express(下文簡稱PE)快充技術,而隨後的Pump Express Plus(PEP)則對應QC2.0,至於PE和QC的最大差異是前者改用VBUS上的電流脈衝來進行通訊和調壓。

除了聯發科,華為也拿出了Fast Charger Protocol(FCP),它們的共性是全部基於“高壓低電流”方案衍生而來,而三星Fast Charge、vivo的雙引擎閃充和魅族MCharge等品牌主打的快充技術,則大都是基於QC或PE方案的“馬甲”。

(3)弊端

但高壓快充方案的不斷髮展也暴露出來一個致命的問題,那就是熱量,相信有很多人手機快充的時候手機和充電頭非常燙,那是因為充電器端輸出的電壓很高,進入手機端後也需要轉換成與電池匹配的電壓(約4.0V)。這就導致輸入電壓越高,轉換效率越低,而損失的功率將會被轉換為熱量,從而影響到手機的安全和穩定性。

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因此,很多Android手機廠商雖然採用了QC2.0快充技術,但標配充電器卻僅支持9V/1.5A或12V/1.2A,遠遠低於QC2.0的理論最大值。同時,無論是QC2.0、PEP還是FCP,只有手機處於待機(黑屏)狀態時才能“滿血充電”,一旦手機亮屏後,充電功率就會下降到10W左右,其初衷就是降低發熱避免隱患。

在2015年,高通和聯發科還先後推出了QC3.0和PE2.0快充技術,允許輸入電壓在3.6V到12V之間進行微調,在充電速度和發熱中找到最合理的那個節點。但無論如何,高壓快充都無法避免發熱的痛點,也只能止步於此。

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2、低壓高電流的反攻

說到低壓快充,就不得不提到oppo,其“VOOC閃充”在2014年推出,最大的特色就是支持5V/4.5A輸入,充電功率可達22W,30分鐘就可將電池從0恢復到75%,並造就了“充電5分鐘,通話2小時”的經典廣告臺詞。

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由於輸入電壓和電池電壓相差不多,所以幾乎沒有電壓轉換的過程,快充時只有很少的功率被轉換為熱量,主要的發熱源也從手機端轉移到了充電器端。因此,哪怕手機處於亮屏狀態,依舊可以進行滿血快充(即所謂的“邊玩邊快充”),只有在玩遊戲手機熱量上升時才會降低充電電流。一加帶來了Dash閃充(5V/4A)、華為實現了SuperCharge超級快充(5V/4.5A),魅族也推出了mCharge4.0(5V/5A)。

在2016年,高通和聯發科發佈QC4.0和PE3.0技術,全部引入了低壓高電流快充技術;同年華為推出的榮耀Magic運用了“HUAWEI Magic Power”的快充技術,可以實現最大5V/8A即40W的充電功率!這可能就是低壓快充的極限。

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oppo還在今年的OPPO Find X蘭博基尼版上,推出全新的SuperVOOC超級閃充,手機裡其實是兩塊電池,同時閃衝(5V/5A),內部創新性的使用了專用的charge-pump高效降壓電路,可以將雙電芯串聯的電壓降為一顆電芯的電壓,整個通路的電流都不超過5A,因此安全等級和傳統的VOOC一樣。

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3、高壓高電流的出現

華為40W超級快充通過認證

近日,華為一款型號為HW-100400C00的電源適配器通過了3C認證。該適配器由雅達電子(羅定)有限公司生產,在海拔5000米及以下地區的最高輸出規格為10V/4A。也就是說,這款充電器的最大充電功率將高達40W,遠高於目前華為P20系列上應用的22.5W快充技術。據說將會在mate20上首發!

還有,在2017年的MWC大會上,魅族展示了旗下第三代快充技術——Super mCharge,它支持11V/5A高壓直充,最大充電功率可達55W!它的背後是電荷泵原理,內部IC只有兩組電路,轉換效率高達98%,全新定製的安全電芯可以做到800次循環充放電後依然擁有 80%以上容量,足夠用戶正常使用兩年左右。

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如何看自己手機的快充和速度方案

拿出自己手機的原裝充電頭,上面有一行寫著輸出多少伏多少安。一般9v2a/12v2a都是高壓快充,5v4a或5v4.5a都是低壓快充。充電速度就是V*A=()w。比如5v2a就是10w,9v2a就是18w!

要注意的是,高通驍龍835支持QC4.0+,但市面上搭載驍龍835且唯一支持該快充技術的就只有雷蛇手機,其它品牌出於成本的顧慮大都選擇QC3.0或QC2.0與其搭配。


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