B:电流不变,提升电压(高压低电流); C:同步提升电流和电压(高压高电流)。 下面,我们就看看智能手机领域是如何在这三种快充技术方案间取舍沉浮的。 迈过10W的“快充技术”门槛 智能手机电池充电需要经历的三个阶段,恒定电流预充电、恒流调节模式和恒定电压充电。而要想提升锂电池的充电速度,就必须在“恒流调节模式”下加以改进。以Android系统手机为例,早期产品的电池容量普遍在900mAh~1500mAh之间,而标配充电器的输入参数也多以5V/1A为主,最高可以实现5W的充电功率,完全充满电力需要2.5个小时到3个小时之间。 高压低电流快充技术的崛起 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是快充技术历史上普及度最高,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。 QC2.0聪明的地方就是绕过了Micro USB接口和数据线的制约,只是通过暴力地增加输入电压来提升充电速度。 简单来说,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。 快充技术方案的“圈地运动” 作为高通的最主要竞争对手,联发科在高通提出QC快充技术技术不久,也推出了自家的Pump Express(下文简称PE)快充技术技术,而随后的Pump Express Plus(PEP)则对应QC2.0,至于PE和QC的最大不一样是前者改用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),它们的共性是所有基于“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技术,则大都是基于QC或PE方案的“马甲”。 高压低电流快充技术的困局 高压低电流快充技术方案虽然兼容性出色,但它却存在一个致命的问题,充电器端输出的电压再高,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。 因此,很多安卓手机厂商虽然采用了QC2.0快充技术技术,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忧。 现实是很残酷的。随着消费者对快充技术体验变得越加看重,高压低电流快充技术方案已经走到了尽头,而另一种低压高电流快充技术方案则慢慢被市场认可,走上了从小众到普及的逆袭之路。 低压高电流快充技术的逆袭 提到低压高电流快充技术方案,OPPO算是扮演了开拓者的角色。早在2014年,OPPO就推出了“VOOC闪充”并将其使用在旗舰Find7身上。VOOC闪充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。 可惜正如前文所说,标准的Micro USB接口和数据线都无法安全承载超过2.5A以上的电流。所以,OPPO重新为VOOC闪充定制了与众不一样的硬件:7针Micro USB接口(标准Micro USB只有5针,多余针脚起到协议识别和大电流传输的作用)、8金属触点的电池、相对应的内部MCU电路以及专用的充电器。 USB Type-C接口内部拥有24个针脚,可以识别更为复杂的认证协议,并支持最高100W的充电功率。同时,USB Type-C数据线普遍可以承载3A以上的电流,一些品质较高的数据线甚至支持5A或更高,困扰VOOC闪充的接口线缆问题就这样被搞定了。 VOOV、Dash和SuperCharge快充技术接口对比 VOOV、Dash和SuperCharge快充技术接口对比 高通和联发科在2016年分别发布了旗下最新的QC4.0和PE3.0技术,除了兼容USB PD(谷歌强制要求)以外,所有引入了低压高电流快充技术技术。其中,高通QC4.0取消了12V电压档,最大支持5V/5.6A和9V/3A输出,电压支持以20mV为单位进行微调。 总之,低压高电流快充技术方案拥有更高的转化率、发热低、可边充边玩等优势,取代高压低电流已经成了大势所趋,市面上很多高端旗舰已经慢慢猎装这一技术,而QC、PE、FCP等快充技术技术则慢慢下放到千元级别的入门产品身上,加速快充技术在整个智能手机领域的普及。 充电速度对比 对电池容量为3000mAh的手机而言,运用5V/2A、QC3.0、VOOC、和Magic Power充电速度对比如下(大概估值,仅供参考): 5V/2A:10分钟7%,60分钟60%、100分钟90%、110分钟所有充满; QC3.0(9V/2A):10分钟15%、30分钟50%、60分钟90%,80分钟充满; VOOC(5V/4A):10分钟20%、30分钟60%,50分钟90%,75分钟充满; Magic Power(5V/8A):10分钟45%、30分钟90%、50分钟充满。 从这个结果可见,在充电功率相近的前提下,低压高电流和高压低电流方案完全充满电的时间相差无几。实际上,各种快充技术技术比拼的也是前10分钟和30分钟内可以充入电量的多少,从这个角度来看还是低压高电流的效率更高。 高压高电流代表未来 虽然低压高电流是当下高端安卓手机最爱的快充技术方案,但本着“没有最快,只有更快”的发展趋势,它注定也是要被历史淘汰的。而有望一统未来快充技术江湖的,就将是“高压高电流”方案。 比如,魅族就曾在2017年的MWC大会上展示了旗下第三代快充技术技术——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,足够用户正常运用两年左右。 快充技术都是可选项 快充技术技术往往属于可选项。比如,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。USB PD协议也算是USB Type-C接口的特点之一,但它也是可选的充电标准,比如OnePlus5T虽然采用USB Type-C接口却仅支持DASH闪充,不兼容USB PD。未来,当石墨烯材料在智能手机领域普及后,借助USB PD协议实现超过40W的充电功率并非难事。一起期待吧! 如何选择快充技术外设 考虑到很多家庭同时存在不一样品牌不一样快充技术协议的手机,所以在选择第三方充电器/充电宝时总会很不甘心,有没有一款外设就兼容所有快充技术协议的产品呢?很遗憾,至少现在还没有全兼容的产品,充电器领域出现了兼容QC2.0、QC3.0、FCP、SFCP、MTK PE、MTK PE+、USB bc1.2七大主流快充技术协议的型号,而充电宝领域则有兼容VOOC、DASH、QC3.0、QC2.0和USB PD协议的产品,我们必须根据现有手机进行取舍。 |
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