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标题: 如何评价现有的几种手机快充技术？未来的发展方向是？ [打印本页]

作者: 13633808 时间: 2018-5-19 09:52
标题: 如何评价现有的几种手机快充技术？未来的发展方向是？
如何评价现有的几种手机快充技术？未来的发展方向是？

作者: eason320hk 时间: 2018-5-19 09:52
浅谈智能手机快充技术

最近两条新闻比较引人注目，一是在MWC2017上魅族展示了55W高压快充技术，二是坊间传言下一代iPhone三款机型终于也将具备快充功能。

在智能手机快充技术方面，苹果iPhone可以说是远远落后于Android阵营。这件事跟系统生态无关，更多是靠手机厂商硬件层面的功夫，包括独立充电IC以及集成在处理器上的电源管理芯片。
1、充电接口
在充电接口方面，USB-C肯定是未来主流。目前大部分好点的Android手机都会选择USB-C接口，当然并不是说用了USB-C就有快充，这要取决于是否符合PD供电标准。
如果一台智能手机（比如说一加2）虽然使用了USB-C，但采用USB 2.0标准，它也是不支持快充的。

苹果方面，有人说iPhone可能也会改用USB-C接口，但目前来看还是继续使用Lightning的概率比较大。MacBook上倒是全面采用了USB-C接口。
未来快充技术与USB-C接口必然会进一步融合，目前高通QC 3.0、联发科PE 3.0已经可以支持USB-C。
2、快充标准
在讲快充标准之前先说下USB PD协议，也就是Power Delivery功率传输协议。这套协议基于USB 3.1针对USB-C接口，充电功率最高可达100W。
根据Google官方Android兼容性定义文档，建议手机厂商在USB-C接口设备上使用标准的USB PD供电协议。不过这对大伙儿并没有强制性约束力，目前市面上第三方快充标准参差多态。

高通 Quick Charge （高压）
联发科 Pump Express （高压）
OPPO VOOC 闪充（低压大电流）
HUAWEI SuperCharge （低压大电流）
魅族 Super mCharge （高压大电流 11V／5A）
三星 Fast Charging （高压）
TI MaxCharge （高压大电流）
对于直流电来说，功率=电压*电流。所以要么提升电压要么提升电流，或者牛逼点电压电流都给搞上去。

可以看到目前的快充技术大概可以分为两类：高压派 && 大电流派。高压派的缺点是转化率不足，有大概10%的电能转化为热能；大电流派的缺点是兼容性差成本高。
3、苹果快充
在第1章节里我们说过，苹果会在iPhone上继续使用Lightning接口，并且很可能加入快充功能。
对于充电苹果显得很谨慎，在产品线中只有AirPod和magic mouse 2采用了快充技术。12.9英寸的iPad Pro也支持USB 3.0快充，但需要另外购买USB-C转Lightning线，还要配合29W的12吋MacBook充电器。

所以这么来看，以苹果目前的技术能力，至少可以实现29W快充（14.5V／2A）。但从安全方面考虑，苹果在iPhone上表现得十分保守，或者觉得4.7吋iPhone不到2000毫安时的电量并不需要快充？
不过最近一个好消息是，在下一代iPhone上，苹果会采用德州仪器的电源管理芯片和Cypress的电力传输芯片。
败物语：
在电池技术无法取得突破性进展的情况下，快充在用户体验上可以帮助节省更多时间。甚至不再需要移动电源这种“外挂”产品，这就是快充技术的现实意义。

本文版权归败物公众号（buywow）所有，未经授权请勿转载。

作者: 57830716 时间: 2018-5-19 09:52
讨论快充方案之前，先来了解一下手机充电的硬件部分。
首先是充电器，一个合格的快充充电器需要在小巧的体积内支持尽可能高输出功率，同时控制发热程度。而移动电源侧重的则是转换效率尽可能高，输出功率尽可能高，同时安全有保证。
然后是充电IC，它负责的是将电源输出的电流转化成直通电池的电流，在这个过程中会有一定的损耗，损耗全部变成热量传递出去。
还有数据线，它分为接口和线材两部分。Micro USB接口和无识别芯片的Type-C接口最大允许电流为2A，只有带有识别芯片的数据线才可以通过2A以上的电流。主流手机厂的充电器/移动电源基本都有线补，因此线材的线损只要不高到使充电线严重发热影响安全的程度，都是没有问题的。
最后是最重要的东西，电池。快充的最大速度和高电量时充电速度，以及电池寿命，取决于电池的好坏。一般来讲充电速度越慢电池寿命越长，经常让电池电量在30～80之间循环比满充满放对电池更好。

现阶段制约快充速度提高的，主要是安全问题和散热问题。
简单评价一下实际应用中的快充方案。
各家的高压快充方案基本就是在圈地，因为他们做的只是握手协议，顶多有点技术整合，有技术含量的部分还是在充电IC那里。德仪出个新IC组合，然后高通就把这套玩意套上自己的协议，于是就得到了一种“全新的”快充方案。
也就是说，PD、QC、MTK-PE、FCP什么的本质上讲只是握手协议不一样，硬件是可以互相兼容的。
高压快充的优点：兼容性高，理论上一个万能的识别芯片可以同时支持所有的高压快充；对线材要求小，线损低。
缺点：为了达到最大兼容性，充电芯片内置在手机里，无论怎么提高效率也还是会有不小的发热；压差越大转换效率越低。

然后是外置IC的VOOC/DASH充电方案，两者其实是一回事，后者是前者的“马甲”。作为世界上第一种快充方案，他的思路在当年可谓是非常有创意：
要让手机的充电速度变快，于是要增大充电功率；增大充电功率会使当时的充电IC的发热增大到无法接受，那就多用几个，把他放在充电器里，直接用数据线承接直通电池的电流；直通电池的电流太大了，压降太高，普通Micro USB数据线无法承受，那就用加了几个针脚的非标准数据线，在充电器里内置线补；普通单块电池承受不了这么大的充电倍率，那就在设计电池的时候牺牲寿命换取充电速度，同时采用双电池设计。
快充技术从应用在find7上开始，整整两年没有像样的对手；如果只考虑同功率充电时发热控制，那这种充电技术依然没有对手。
但到了现在，综合来看，这种技术领先业界的幅度已经没那么大了：
目前的充电IC技术，用20W左右的充电功率给手机充电，整体发热可以控制在一个比较小的水平。虽然还是比不上外置IC模式的发热控制，但即使是在亮屏使用时全速快充，温度也不会热的无法忍受；外置IC快充模式发热低的优势受到了一定的影响（吐槽下，小米6刚买来时可以亮屏全速快充，后来更新一次版本就屏蔽了亮屏快充，在我卖掉之前的那次更新直接把快充功率砍到了12W左右，不是很懂小米）
还有就是这个从Micro USB延续到Type-C时代的非标准数据线。Micro USB接口先天无法通过超过2A的电流，于是OPPO在里面加了几根线解决了这个问题；据说OPPO一直不上Type-C接口，除了用户习惯使然，还有一个原因是前期订的Micro USB接口/数据线太多了，到现在还没用完（？？？）
一加这里不存在历史包袱，于是一加三进入了Type-C快充时代。Type-C接口引脚一大堆，可通过电流上限高，按理来说没必要做专用数据线。但是一加继续做了自己的非标准数据线，偏偏这个数据线还非常不安全，明明线材达不到过3A电流的标准，却非得骗充电器说自己可以上3A。
而且，还有最重要的一点，由于外置IC快充模式和内置IC快充完全无法兼容，市场上很少有支持这种快充方案的移动电源。
目前，外置IC快充方案只有两个优点，一个是亮屏满速快充，半个是手机发热低。另外半个，一加用的一直是最好的电池，不像华为，能缩水就缩水。
剩下的，真的没什么了。

然后我猜测一下未来快充技术的发展方向。
第一种，本质上是手机内置IC模式的低压大电流化。
内置充电IC的手机标配大电流数据线，降低电压同时加大适配器输入电流，同时依然兼容以前的高压快充。转换效率和压差负相关，考虑到IC的进步，兼容性不变的情况下，快充发热会越来越低。典型代表有QC 4，以及最新的MTK-PE。
第二种，在充电IC上实现突破性革新，大幅度提高转换效率到接近100%的水平。这种方案没有太多的创新，但优点大的出奇：同时拥有外置IC的低发热/内置IC的高兼容性两种优点，适配器也可以使用高电压/低于2A的电流来获得最大的兼容性。使用这种方案之后，如果没有boom7事件的话，快充速度提高的瓶颈就会在电池上，而不是在散热上了。目前只有魅族Super mCharge一个例子。
还有一种假创新，外置IC，死命堆充电功率，电池大幅度牺牲寿命/能量密度换取充电速度，甚至直接不涓流充电，这种就是垃圾。典型代表有OPPO展示的那个快充，还有淘宝上各种“石墨烯移动电源”。
另外一种半真半假的创新，用阶梯电池+外置IC，不需要牺牲太多的电池寿命，只要前段快充速度足够成为噱头就行。典型代表有荣耀Magic。

最后再谈一下快充的分类，我认为快充分类不应该是高压和低压之分，而应该取决于把充电器输出的电流转化为给电池充电的电流的零件的种类和位置。
快充应该分为三类，以QC/PE为代表的手机内置IC快充，以VOOC闪充为代表的外置IC快充。以及，使用突破性IC技术直接把转换效率提高到98%的，魅族Super mCharge。

作者: zhaobai 时间: 2018-5-19 09:52
其实我觉得这些品牌的快充没必要分开来讲，虽然现在高通、MTK、华为、OPPO 等品牌都有自主的快充技术，但是基本上分为“高压快充”和“低压快充”两种。
高压快充：高通 QC2.0、QC3.0 都采用了高压快充的方式，它的原理是这样的：适配器输出 9V，电流 2 安培，到了手机需要转换成电池电压（比如 4.0V），输入到电池的电流可能也只是 4 安培。这个时候电池接收到的功率同样是 4.0*4=16 瓦，但适配器输出的功率是 9 伏* 2 安培= 18 瓦。另外 18-16=2 瓦的功率全部在高压转换成低压的工程中变成了热量，这样就会导致机身发热。通常我们称 16/18 这个值为电平转换效率，而且同条件下充电电压越高，转换效率越低，发热量也就越大。
低压快充：Dash 闪充采用低压快充，适配器通过 USB 线输送电流到手机时，输出端的电压跟手机内部电池电压基本保持一致，举例：现在电池电压是 4.0V，那适配器端的电压也就是 4.0V 多一点（考虑线损）。所以无需通过任何的转换电路，4 安培的电流可以全部没有损失的注入电池。总的充电功率就是 4.0*4=16 瓦（当然这里的安全保护电路是最基本的东西）。因为没有电压转换的过程，所以充电过程中仅有很少的功率转化为热量（电流经过导体会有 I2*R 的发热），这也是 Dash 闪充可以边玩边快充的原理，当然如果在高温环境下玩一些大型游戏时手机热量上升，为了电池的安全也会将充电电流降下来。
我个人觉得高压快充的生命力已经基本走到尽头了，有两方面的原因吧：它的缺点上面也说了；从技术角度来讲，高压快充基本上已经没有进步的空间了，即使有，也只能提升效率，但是就目前的消费电子半导体工艺来说效率很难有一个质的飞跃；另外一个就是华为等品牌现在发布的快充技术都是低压快充，他们的态度其实也非常明确，尤其是之前一直采用高压快充的高通也在最近发布了低压快充的QC 4.0。从这个趋势来说，未来的快充发展方向肯定都是低压快充，这个基本没有疑问。现在比较难把握的其实是协议的规范，举个例子：如果业界的快充有了一个统一的协议，华为的充电器就能给我们的手机进行快充。协议有两个好处，一个是用户使用起来会方便，还有一个会降低成本。如果所有的手机品牌都用同一套协议，元器件产量会提高很多，平均成本就会下降，但是协议的前景目前还不太明朗。但毋庸置疑的是，2017 年基本上会是低压快充的天下。
以上言论仅代表个人看法，到时候也要看市场的变化，如有其他异议欢迎交流谈论。

作者: hoei 时间: 2018-5-19 09:52
这要从锂电池的充电模式说起。标准的锂电池充电截至电压大概是4.2V，在电池电压3V以下，采用小电流充电，在3V以上采用大电流恒流充电，在接近4V时采用小电流恒压充电。在4.1V左右开始以几十毫安的涓流充电，直到截至电压。从这个模式我们可以看出所谓快充或者说大功率充电，其实也就发生在3V到接近4V的大电流恒压充电期间。考虑到一般锂电池的合理充电电流为0.3C，不超过0.5C（也就是5000mAh的电池，最合理的充电电流为1500mA，不超过2500mA），这个是由锂电池本身的设计决定的，与快充技术没有直接关系。如果按电池最大充电功率4V*2500mA=10W考虑，目前5V*2A=10W的充电器其实是相当合理的设计，已经保证了在不损伤电池寿命的情况下最大限度加快充电速度。

作者: 57830716 时间: 2018-5-19 09:52
谢邀，不太了解电路，但感觉那个涡轮增压应该是营销手法，哈哈。从材料的角度上讲讲吧。由于电化学反应的可逆性，不严格的说，一个电池能承受的充电和放电的倍率是差不多的。无人机的电池一般能用半小时，短的十来分钟就没电了，如果手机用了这种电池，快充根本就不是事儿。但为什么没人用呢？就因为能量密度太低，谁都不想手机用半小时就没电，或者还像大哥大那么厚的手机吧。电池大致分两种设计，倍率型和能量型，一般总会有妥协，现在无非是要先保证容量而已。
有人看的话再扯深的吧，就酱。

作者: bushuang 时间: 2018-5-19 09:52
目前来看，市面上的快充方案多是以提高功率为主。比较常见的就是高通的QC、联发科的PE和OPPO 的VOOC，前两种快充方式只要是用了这两个品牌的芯片的手机都能够实现（前提是厂商购买了快充部分模块）。OPPO的技术则只供自己品牌使用，不过一家的DASH就是基于VOOC闪充的（这两个厂商的关系你懂得）。
至于快充未来的发展方向肯定还是速度的提升，如今许多厂商也开始研究更快功率更大的充电技术，只不过受限于材料和安全等方面的因素无法普及。

OPPO VOOC闪充
说到快充各品牌厂商的解决方案也是不用的，比如我们熟悉的充电五分钟通话两小时的OPPO用的就是VOOC闪充技术。

该技术由OPPO自主研发，有18项专利，获得了包括瑞IE在内的多项权威认证。将最快充电速度提升了4倍的同时还提供了智能全端式五级防护。
输出功率可达到20W，5V/4A,这种低压快充解决方案，即使是亮屏状态下边玩也能边闪充，也能保持低温，让充电效率高效。
高通QC（Quick Charge）
作为全球知名芯片厂商，高通的技术水平可以说是行业领导。在快充方面高通同样颇有研究，QC快充解决方案已经迎来了4.0版本。其是为搭载骁龙处理器的终端而研发的新一代快速充电技术。

QC 4.0的输出电压为5-9V，电流为3A和4.7-5.6A，最大额定规律可达28W。不过目前该技术仅适用骁龙835平台的手机产品。
联发科PE（Pump Express）
同样是芯片厂商，联发科给消费者的印象就远不如高通要好，虽然在技术水平上联发科并没和高通有着明显差距。

在快充方面联发科目前Pump Express快充已经迎来了3.0版本，资料显示该快充能够在20分钟时间内就把将智能手机的电池从零充到70%、，比传统的充电技术快了五倍之多。
输出电压可在3-6V间自动调节，且允许超过6A的电流输出，最大输出功率可达34.8W（5.8V/6A）。
写在最后
今天的科普环节就到这里，虽然市面上还有许多支持快充的手机品牌，但大多数都采用高通和联发科的处理器（多数为QC和PE两种快充衍生而来），笔者就不做过多介绍了。
目前快充无非是提电压（高电压+低电流）、提高电流（高电流+低电压）和电流电压同时提高这几种方式，我们无法说谁比谁好，毕竟这几种方法都提高了充电功率，加快了充电速度。
举例说明
普通充电时电源适配器先将220V交流电降低为5V直流电，然后在手机端再调整为约4.2V（锂离子电池充电截止电压4.2V）。高电压快充方案则是第一次由电源适配器将220V交流电降为9V直流电，然后在手机端再降为约4.2V。低压高电流快充方案则是第一次就直接降至约4.2V，无需手机端再次电压转换。
低压快充方案由于无需手机端降压，所以充电转化率相对较高，同时避免发热现象。而高压快充方案会发热，由于无法避免二次降压，由于降压的能量损耗还会导致充电转化率变低。

作者: inmyhome 时间: 2018-5-19 09:52
只谈方向：

低压快充大一统。

参照手机接口的统一过程。

会有一个强有力的机构在大家都尝到低压快充甜头后来协商分配利益的。

作者: chaojiwantong 时间: 2018-5-19 09:52
手握小米max2看着各位不说话
两天一充
实际上要是用到没电能用两天还多
还是电池大来的实在啊

作者: zhoujingli 时间: 2018-5-19 09:52
如果取消充电孔呢？手机电池可拆卸
30秒更换一块电池满血复活
现在的闪充技术被秒成渣
华为小米OV四家采用同一种电池
方便的能像汽车加油一样在便利店都有满电电池能换让你不再每天花时间充电
愿未来早点到来

作者: chaojiwantong 时间: 2018-5-19 09:52
苹果也要用看懂魅族Super mCharge厉害之处

2月28日，魅族在MWC2017上展示了他们的超级快充技术——「Super mCharge」，短短20分钟就能充满手机，夺人眼球，引一众老外惊呼。
有人说OPPO去年就展示了15分钟充满的「Super - VOOC」，华为也拿出了40W的荣耀Magic，魅族这次为什么那么风火?答案是「Super mCharge」绝对具有里程碑式的意义，它的出现将智能机快充技术划分为3代：高压快充、低压直冲和高压直充。
第一代高压快充：
原理：充电器先降压一次，以5~12V输送至手机充电。IC做第二次降压，最后以3.7V~5V输送至电池。
优点：成本较低，不需要特制数据线和USB端口，兼容性好;制作简单技术成熟。
缺点：效率低，发热较大，很多能量损失为热能。高压快充功率到24W就已经达到极限。
第二代低压直冲：
原理：充电器通过数据线直接连接手机电池，经过充电器一次降压直接对电池输出3.7V~5V。
优点：效率高，发热小，手机内部能量损失较小。
缺点：成本高，价格贵，兼容性差。某Magic只能全速充电5分钟，超过8A电流直充十分钟，你的手机数据线估计快热化了。
Super mCharge为何成为第三代，到底好在哪里?
魅族本次快充价格低质量好，充的快热量小。首先它解决了高压技术转换IC效率低的弱点。「Super mCharge」把效率提升了9%，新研发的充电IC效率已经达到了98%那么那么高。这意味着什么?按照过去IC进步成度，魅族这一跨步跨了9年。
优点：效率超级高，预期后期改进型有机会逼近99%;发热低，发展潜力大，易普及，价格低廉，对手机的数据线USB底座要求不高，容易大规模量产。最最重要的是：安全。
缺点：研发时间长，我们大概要等一等。
为什么说苹果也会用这项技术呢?苹果非常注重成本，Lightning底座和数据线更新慢，负荷不了手机充电的需要，但苹果又志不在此，近几年不会花费大量时间研发快充。所以，如果苹果在 iPhone 上做快充，提升速度的同时又要降低发热，他们一定会采用这项电荷泵技术—11V/2A。

作者: jansie1314 时间: 2018-5-19 09:52
其实这个嘛，前景是低压大电流的天下，vooc闪充和qc3.0..pe2.0作为普通消费者体验，会看充电速度，发热如何，以及充电器体积大小(这个大部分可以忽略了)一加3发布两个多月运气一好抢到了，dash(vooc)真的是名不虚传，关机顶多75分钟充满，不带喘，发热很低，待机也就33°-35°和没在充电时的温度差不多，边玩游戏边充电速度也很快，几乎没有什么影响，发热最多38°(室温15°)，而使用qc3.0协议的米5就不一样了(电池大小是一样的)97分钟体感是有点热的也有其他因素(机身小散热问题)但是你用米5一边玩游戏一边充电就算了吧烫的难受速度还慢
产品服务用户，而不是用户来将就

作者: 2125326 时间: 2018-5-19 09:52
所谓快充本质上就是提高充电功率，有的高电压，有的大电流，目前普及率最高的当然是高通家的方案，QC4.0会兼容PD。随着TYPE-C的普及，未来N年后会大一统吧。现在充电协议一大堆，兼容性是个尴尬的问题。打个小广告，PULSAR QC3.0充电器，兼容QC3.0、苹果2.4A、华为海思，某宝有卖，详情里有测评拆解报告。

作者: zhaobai 时间: 2018-5-19 09:52
充电技术永远都不是未来的发展方向
只是权宜之策

电池的改革才是最终的
也是终将到来的

如果做电池的能出个乔布斯

那么手机的发展就会从“大哥大时代一跃到iPhone6时代”

作者: 风骨傲气 时间: 2018-5-19 09:52
电池不经用，坏的还快

作者: any941 时间: 2018-5-19 09:52
了解了

作者: eason320hk 时间: 2018-5-19 09:52
高通的现在叫QC 4了，看起来可能是想在这一代或者下一代QC 5的时候稳定下来集中做推广。

可能出于谷歌比较坚持USB PD，又或者自身因素的考量，QC 4是会部分兼容USB PD的。从这个角度说，理论上，一个功率足够的QC 4充电器，是能把iPhone、iPad、iPad Pro、MacBook、MacBook Pro、兼容QC的安卓机全部满速充电的，这个兼容性前景还是不错的。

MTK和高通还是有相似性的，主要做芯片的，于是乎竟然不少国内的充电器还是有这个协议的。

而手机厂商自己做的协议就感人了，兼容性几乎为零，这个就尴尬了。可以学学人家三星么，自己硬要开发一个，然后也兼容别人的多好。

作者: cy4080 时间: 2018-5-19 09:52
强答，希望引来专业人士～
前段时间同事买了一款360的手机，采用的据说是涡轮增压快速充电技术，宣传充电30s，通话2小时，好奇这个涡轮增压快速充电技术

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