草木562
手機快充的原理是什麼?
所有人都看見過打吊針,嫌慢了將皮管上的卡子放鬆點兒或者同時將藥瓶提高,這樣一來皮管的流量和流速就增大了。這在心血管正常的年青人來說還沒有什麼感覺,那對小兒和有心血管病的老人就不行了,流速過大會增加心臟負擔,我見過肺水腫病人就是打吊針造成了死亡,水流量過大,心肺功能超負載,肺泡的氣被水佔了,因為病家不懂,以為這是該死的不治之症。
題主問快充的原理是什麼?以上便是快充的原理。一旦穩壓電路因快充發熱變性造成反通漏電,那就等著電池跑電和鼓包。
再說48V12A的電動車充電器其充電電流只有1.7A,(四組電池串聯)。
再看這上千毫安時的一塊小鋰電5v1A~2A電流充電還嫌慢,要提高到9v,有的把電流提到4~5A。
手機電池充電時得到的電量與充電器輸出的電壓和電流是相關的,世界通用的手機鋰電都是3.7v的,電池本身得到的電壓不能超過4v,對於那些標稱9v的充電器,它在輸出電流上做了控制,只是提高了電壓增加了電流強度。那些標稱輸出4~5A的充電器它必須降低電壓,因為電池得到的電量是電壓決定的。相對來說,低壓大電流充電安全些,因為電流靠電壓趨使。
我曾用20釐米直徑的大變壓器為12V電瓶充電,輸出14v不到10分鐘,外殼燙得不能摸手,裡面沸騰,趕緊改用12v充,馬上漸冷同樣有氣泡,幾小時充滿為13V,這又證明電流強度決定了電壓的高低。
不管是怎樣改變充電器的電壓和電流,它的原則要控制好電池的最大耐壓和電流的最大耐受強度,特別是電壓,那種標稱9V的電壓,實則讓電池得到也不能超過4.2v,別看它電壓高,它的電流可偏小,只是利用高電壓來增加電流的流速(電流強度),實則它在有了負載後立即降壓的,(因為我有這方面的實驗經驗)否則會發燙鼓包的,理論上低電壓大電流是安全些的。因為電池的充電電流是隨著電池的電量不斷變化的。
不管怎麼改變,電池上的穩壓電路接受的的電壓一定要限制在5V以內,因為我把鋰電併成電池組,就是直接用5V充的,測量從開始到充電結束,電壓是隨電量增加而不斷回升到5v的。這就是穩壓電路的功勞,沒有穩壓電路,只能恆定準4V充電,多0.1v這不行,這就是5V1A充電器的優點(充電電壓隨電池的電量變化的)這也是我反覆實驗的結果。
我主張平時晚上在家還是堅持慢充,如果在極待外出時來個快充也可以。
為什麼不主張手機低電量充電,因為飢渴的電池需要滿負荷充電,大電流電解會發生最高熱量的,因為高熱是鋰電的剋星,所以不怕80%電量向上勤充電,還是這句老話:100%邊充邊用手機不燙,又省電池。
許科雲
很多人不太理解快充是怎麼實現的,那麼今天我來給大家普及一下這方面的小知識吧。
首先,我們大家都知道,充電器有定量的電流和電壓的輸出,而最早的充電器,很多都是5V的電壓進行充電,而5V電壓在直流電中,又應用的比較廣泛,所以大家只關注到了,很多的設備可以給手機充電。如電腦的USB口可以給手機充電。各種5V的充電器都可以給手機充電。
但是,大家注意到沒有,你所用的設備不同,充電的速度也是不一樣的,比如你用電腦的USB口充電,一般情況下是沒有原裝充電器接口速度快的。這是為什麼呢。
我們知道,能量守恆定律,當電壓相同的時候,想要加快速度充電,就只能從電流上下功夫。而傳統的手機充電器,一般配有1A,或者2A的充電電流,而電腦的USB接口,只有500mA的電流,所以,如果用電腦給手機充電,速度起碼要慢一倍有餘。
電流小了,充電速度自然就慢了,而手機充電協議有分為很多種,如:高通的QC快充,OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充等多種協議。
那麼這些充電協議有什麼特點呢,我們那高通的QC快充協議來說:
充電速度實際上也就是充電功率,他是根據充電器的電壓,和電流有關係。而我們前面說過,很多的充電器的充電電壓是5V,那麼1A的情況下,就是5W充電,這是定義為QC1.0的充電協議。而5V / 2A的情況下,就是QC2.0的充電協議了。
現在很多說的QC3.0快充協議,已經有了不同的變化,把電壓升高到9V,用2A的電流去充電,就成了18W的快充。
而QC4.0的快充協議,則是9V/3A的27W快充標準。
可以看出,快充,是提高了充電的電壓的情況下,還提升了電流的強度,而作為充電的電池,這樣高壓高電流的情況下,手機電池是會容易發熱的。
而還有一種方案,就是OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充,他們採用的是低電壓,大電流的充電方案,對比5V/4A,大約20W的充電功率,這樣的低電壓充電效果,在實際充電環境下,整個充電過程中,電池的發熱要比高通的高電壓充電方案,電池溫度低了很多;
而電池溫度一直都是一個安全性的話題,鋰電池在高熱的環境下是有爆炸的危險的,所以相比之下,這種低電壓高電流的充電方案,對手機的安全性來說,是會更安全的。
總結來說,不論哪一種快充方案,基本就是大電壓,或者大電流,或者兩者都提升,從而增加充電的功率,來進行充電的一種方案。
昀熹手記
3月25日,小米聯合創始人林斌在微博上公佈了一段視頻,視頻顯示,一部4000mAh的小米手機,僅需17分鐘便可完全充滿!而這項新技術的功率高達100W!遠遠超過目前主流手機所使用的功率。
年紀稍大的機友看到這不知作何感想,回想功能機時代,那時候的手機電池一般只有500mAh,充電器也只有5V0.5A,和今天對比,簡直不值一提。
那麼手機快充是如何實現的?為什麼在長期停滯不前之後又突然迎來躍升呢?在此之前,我們先來談談手機是如何充電的。
眾所周知,手機充電依賴4個環節:充電器、數據線、電池以及電源管理芯片(IC),電流電壓需要經過充電器和手機端的把控,再通過數據線的傳輸和電源管理芯片的控制,才能給手機充電。這4個環節決定著手機充電的安全和速度。
❶ 充電器也叫電源適配器,它的作用是把220V的居民用電電壓轉換為手機能夠承受的電壓,比如支持高通QC2.0協議的充電器,能將電壓降到12V/9V/5V再傳給手機。
❷ 數據線承擔著運輸電流電壓的作用,過程中會損耗一些能量,所以數據線也影響著手機的充電效率。
❸ 電池相當於儲水池,把數據線運輸過來的電量保存起來,再供給手機去運行功能。
現在手機電池一般都是鋰電池,它具有能量密度高、使用壽命長的優點,同時也大大減少了手機、筆記本等便攜式電子設備的重量和體積。不過鋰電池也有毛病,它的充放電電壓最好在2.4V~4.2V之間,否則就有可能燃燒爆炸!這就是為什麼坐飛機安檢時,電池容量大的電子設備不給帶的原因。
❹ 電源管理芯片,顧名思義是用來管理從充電器傳輸過來的電流電壓,相當於政府機構,保證充電過程的穩定和調控,它的出現也降低了鋰電池“發脾氣”的風險。
比如手機電量快充滿時,電源管理芯片就會開始發揮作用,自動減少充電電流、降低充電速度,保護電池壽命,這就是為什麼手機充電至80%以上時速度會變慢的原因。
以上就是充電的過程,接下來再說說快充。
前面說過,功能機時代,手機功能少,耗費的電量也少,即便一週充一次也能用。但智能手機的橫空出世改變了這一切,大屏幕、多功能,高耗能模式讓電量一下子緊張起來。但手機電池容量一共就這麼多,怎麼辦呢?只有往提高充電速度去想辦法了。
學過初中物理知識的機友都知道,想要提高功率,就得提高電流或者電壓。廠商們也是這麼做的。如今快充方案有三種:高電壓低電流、大電流低電壓、高電壓大電流。具體如何提高呢?這就離不開手機充電的4個環節了。
前面也說過,充電器能夠轉換電壓,但真正起決定作用的是處理器裡的電源管理芯片,所以高通等芯片廠商才能制定充電標準,這也是高通QC協議的來源,手機廠商最多隻能在充電器和數據線上做文章。
再來解釋這三大快充方案是如何實現的。
高電壓低電流的原理是充電器先把220V的市電轉換成12V/9V/5V這些低壓,通過數據線傳給手機,然後電源管理芯片再把電壓進一步轉化成4.4V以下的低電壓大電流,這樣手機電池才可以承受。
不過在早期,由於數據線只能承受2A以下的電流,傳輸過程也容易發熱,導致損耗非常大,實際功率並不高。直到後來數據線質量提升,有些數據線也能承受5A電流,這一局面才改善了。
除了數據線,電源管理芯片在轉化電壓時也會產生損耗,轉化率只有90%,而且亮屏時發熱也會產生損耗,所以為了安全和充電速度,採用這一快充方案的手機,一般亮屏時會變成慢充。
目前採用高壓快充方案的,有聯發科PEP、三星AFC、華為FCP、高通QC。
另一種快充方案是大電流低電壓,原理就是直接把電充給電池而不經過降壓IC,只經過充電器的一次降壓,這樣損耗減少了還能降低發熱,實現了功率的提升,也能實現亮屏快充。
不過這種方案需要特定的數據線和充電器、甚至充電口來實現兼容。比如OPPO就對充電器、接口、數據線等進行了全方位的改造,才實現了22.5V的快充。
採用這一方案的,有OPPO的VOOC閃充、一加的DASH、華為的SCP和榮耀的MagicPower等。
但這兩種快充方案都具有侷限性,想要實現更大功率的提升,難上加上。直到2017年,魅族創造性地將電荷泵技術加入到快充,實現了55W的快充!
電荷泵是一種直流-直流轉換器,利用電容器為儲能元件,用來進行電壓轉換,直接提高了電壓和電流,它的出現徹底改變了手機的充電速度。相比傳統IC只有90%的轉化率,電荷泵能帶來98%的轉化!而且還能降低發熱。
在此之後,手機廠商紛紛跟進這項技術。華為Mate 20 Pro 的40W快充、iQOO的44W快充等,都採用了該技術。而OPPO Find X更是將這項技術改造了一下,採用雙電芯串聯結構,充電時兩塊電池一起充,電壓就能降一半,然後利用電荷泵技術再降低一半,從而將充電功率提升到50W。
不過遺憾的是,在電荷泵技術風靡行業的同時,它的創造者魅族卻沒能及時量產,導致對手捷足先登……
至此,手機快充迎來了光速般的提升,我們再也不用擔心手機充電需要等待漫長的時間了。看到這裡,不知道各位機友有什麼感想呢?
手機教授
愛科技的美術生
愛科技的美術生
手機快充通俗的來說,就是加大手機充電的速度。
現在的智能手機性能強勁,耗電也快。但是電池技術還是前幾年的老樣子,因此許多廠商就開始想辦法增加手機的充電速度,間接延長手機續航時間。在這樣的背景下手機快充應運而生。快充也有不同的方案,比如高壓低電流、低壓高電流,大電流高壓等。
不過,真正要實現快充其實並不簡單。
能量守恆定律,當電壓相同的時候,想要加快速度充電,就只能從電流上下功夫;反過來,就需要增加電壓。不同的充電方案變成了不同的充電協議,目前市場上快充充電協議還是比較多種多樣的。
通過公式我們可以瞭解到,功率(P)=電壓(U)x電流(I),在電池電量一定的情況,功率標誌著充電速度,可以通過下列三種方式來縮短充電時間:
1、電流不變,提升電壓
2、電壓不變,提高電流
3、電壓電流兩者都提高
1、高電壓恆定電流模式:一般手機的充電過程是,先將220V電壓降至5V充電器電壓,5V充電器電壓再降到4.2V電池電壓。整個充電過程中,如果增大電壓,產生熱能,所以充電時,充電器會發熱,手機也會發熱。而且這樣功耗越大,對電池損害也是越大的。
2、低電壓高電流模式:在電壓一定的情況下,增加電流,可以使用並聯電路的方式進行分流,恆定電壓下,進行並聯分流之後每個電路所分擔的壓力越小,在手機中也進行同樣處理的話,這個每條電路所承受的壓力也就越小。
3、高電壓高電流模式:這種方式同時增大電流與電壓,這樣由之前的公式P=UI,我們可以知道的是,這種方式是增大功率最好的辦法,但增大電壓的同時會產生更多的熱能,這樣其中所消耗的能量也是越多,並且電壓與電流不是無限制的隨意增大。
手機充電協議有分為很多種,如:高通的QC快充,OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充等多種協議。
高通的QC快充
充電器的充電電壓是5V,那麼1A的情況下,就是5W充電,這是定義為QC1.0的充電協議。而5V / 2A的情況下,就是QC2.0的充電協議了。
現在很多說的QC3.0快充協議,已經有了不同的變化,把電壓升高到9V,用2A的電流去充電,就成了18W的快充。
而QC4.0的快充協議,則是9V/3A的27W快充標準。
OPPO VOOC閃充
OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充,他們採用的是低電壓,大電流的充電方案,比如採用的是5V/4A,那麼大約就是20W的充電功率,這樣的低電壓充電效果,在實際充電環境下,整個充電過程中,電池的發熱要比高通的高電壓充電方案電池溫度低很多;
大功率快充
電荷泵是一種直流-直流轉換器,利用電容器為儲能元件,用來進行電壓轉換,直接提高了電壓和電流,它的出現徹底改變了手機的充電速度。相比傳統IC只有90%的轉化率,電荷泵能帶來98%的轉化,而且還能降低發熱。
電荷泵後包括華為Mate 20 Pro 的40W快充、iQOO的44W快充等,都採用了該技術。而OPPO Find X更是將這項技術改造了一下,採用雙電芯串聯結構,充電時兩塊電池一起充,電壓就能降一半,然後利用電荷泵技術再降低一半,從而將充電功率提升到50W。
如果電池技術沒有太多的進步,對於手機廠商來說最好的辦法就是快充。
iWALK愛沃可
前陣子剛好看了一篇關於快充的文章,翻譯給大家看看:
近來,人們對於智能手機的快充技術提及越來越普遍。你大概聽過高通的快充,OPPO手機的VOOC閃充或者是一加手機的Dash閃充,這些技術可以實現30分鐘內充滿接近60%的電。所以,它們到底是如何工作的呢?
多數設備使用鋰電池
為了瞭解這些技術是如何工作的,有必要先了解智能手機充電的基本原理。即使不是全部,今天絕大多數的手機的電池類型都是鋰電池。鋰電池是由一個正電極、負電極以及中間的電解液組成的。電池中的鋰離子會從一個電極移動到另一個電極,從而使電池處於充電(即儲存能量)或者放電(消耗能量)的狀態。
鋰離子移動的方向決定了電池是在充電(正極到負極)還是在放電(負極到正極)
電池容量的衡量單位是毫安(mAh)
好的,現在我們知道鋰電池工作的一些背景了!接下來的問題是我們如何確定鋰電池充電時的速度。你可能對用來衡量智能手機電池容量的評級很熟悉。如果不熟悉,mAh(毫安小時)就是一直被用來衡量的最小的單位。數字越大表示容量越大,也就意味著電池的續航越長。
一個6000mAh的電池續航時間是3000mAh的電池的兩倍。同樣的道理適用於充電。一個鋰電池的容量越大,充滿電所需的時間就越長。充電器能夠輸出的電流數量通常決定了充電的速度,這就是為什麼電流為2A的平板充電器的充電速度是電流為1A的智能手機充電器的兩倍。
鋰電池另一個重要的特性就是它不以線性方式充電。電池幾乎沒電的狀態比起幾乎滿電的狀態更容易充進電。就像是在打包東西,當揹包很滿的時候,再裝東西進去就比較難。
如前所述,增加充電器的電流會減少充電的時間,但達到某一特定點就失效了。鋰電池能夠吸收的電流是有限的,超過了臨界點,電流就會轉化為熱量。因此,如果你使用平板電腦充電器去給智能手機充電,充電速度通常會加快但也會很快發熱。
電池充電的進化史
瞭解了上面這些事情之後,我們可以回到快充技術如何工作這個問題上來。顧名思義,快充能夠讓智能手機的電池充電更快。實現這一點通常靠的是增加充電器的輸出功率,或者是通過它提供給設備的電流或者電壓。你也許會問,給設備灌輸電量是否安全。從理論上來講,這並不安全,但是如果用正確的硬件來監控和檢查電源輸出和溫度,就會變得更安全。
今天的智能手機充電時很智能。大多數設備都有一個內置的芯片去監控電池的溫度以及充電電量。這就能夠讓智能手機智能地減少或停止在電池滿電或者電池發燙情況下從充電器上獲取電源,這就是為什麼你讓手機充電時,你會發現充電器以及電池在充電的時候會發熱,一旦充滿電,兩者都會停止發熱。
再進一步講,這些新的快充技術為什麼可以在不到一小時內提供超過一般的電池容量。他們靠的是通過儘可能多的力量來保證電池充電的最大速度。如前所述,當電池電量不足的時候,鋰離子就更容易充上電,因為鋰離子有更多的自由移動空間。高通和其他製造商就是利用這一特性來加速充電。