智能手机时代,我们目睹了处理器从单核、双核升级到四核、八核,到现在出到十核也不会惊讶;手机摄像头像素从十万级、百万级到千万级的跨越;屏幕的尺寸也是如此,4英寸、5英寸现在6英寸以上的也是一抓一大把。
但唯一遗憾的是,手机电池方面的技术革新依然缓慢,电池续航能力不足以满足用户日常使用,仍旧是制造商最大的痛处。对于这个短板,此前手机厂商普遍的做法是在手机厚度、重量极尽平衡的前提下配备大容量电池,但这毕竟很有限。不过随着近两年另辟蹊径的快充技术的诞生,似乎让整个业界看到了希望,在一番探索之后,众多手机快充解决方案应运而生。
那么,手机是如何做到快速充电的呢它是如何实现,是否安全?又有哪些种类?未来发展又会有哪些技术革新?今天我们就来逐一来解答这些问题。
如何实现快速充电?
我们先来看一下决定充电效率的物理公式:能量W(可以看成是电池容量)=功率P×时间T;功率P=电压U×电流I,因此可以看出,在电池容量一定的情况下,功率的大小决定着充电时间的快慢;功率越大,充电时间才会越短。再根据公式功率P=电压U×电流I,可以很容易得出,要想提升充电速度,减少充电时间,可以通过下三种方式来实现:
1、在电压不变的情况下提升电流;
2、在电流不变的情况下提升电压;
3、电压、电流同时提高也可以实现快速充电。
对于功率与电流、电压的关系,我们可以打个简单的比方,这就好比你给一个浴缸里注水,提高电压、电流就好比提升单位时间的出水量以及水流速度。当其中的一个参数或者两个参数都提高时,充水效率自然得到提升,浴缸也就很快充满。注满水(充满电)的速度也会有显著的提升。目前不少厂商的快充解决方案都是依靠电压提升(或是同时提升输出电压电流)来实现。
主流快充技术分类:
以上3种方案是技术上的大前提,但在几经厂商的技术演变之后,我们可以将闪充分为高压快充和低压快充两种大类别。这其中,国产OPPO手机采用的是低压快充(高电流);芯片商高通Quick Charge、联发科Pump Express采用的是高压快充方案;还有一个PD充电规范,使用的是电压、电流都提高的方案,但也属于高压快充,它的最大电流限定为5A。
低压快充代表:OPPO VOOC闪充
最早于2014年上半年提推出的VOOC闪充技术,当时搭载在Find 7手机上,当时有报告称VOOC闪充成为Find 7被用户买单的最大因素。
OPPO的VOOC闪充使用的是低电压高电流的方式给智能手机进行快速充电。在保持USB充电固有的5V充电电压的前提下,提升充电电流。这种充电方式的最大好处在于,不仅提高了Android手机的充电速度(相比传统充电速度提高4倍之多。官方声称充电30分钟,可以达到3000mAh的75%)的同时,VOOC闪充还也能减少手机充电时适配器与手机的发热情况,进而闪充性能以及手机安全性都有最直接的保障。
高压快充方案:
1、高通Quick Charge 3.0
高通是快充技术的方案提供方,目前在智能手机的快充技术中,高通的Quick Charge 3.0解决方案各被手机厂商采用较多,应用相对广泛。现在高通Quick Charge已经升级到了3.0版本,要比之前2.0版本的充电效率更高。据高通介绍,Quick Charge 3.0首次采用“最佳电压智能协商”算法,在转化效率上有所提升。
Quick Charge 2.0仅提供5V、9V、12V和20V这四档充电电压。而升级后的Quick Charge 3.0则以200mV增量为单位,可提供3.6V~20V电压进行灵活选择。同时,Quick Charge 3.0还能与之前版本的充电器进行兼容,供更多OEM厂商进行选择,这也是高通Quick Charge在智能手机快充中应用广泛的原因之一。
体现在所有时间、效率来看,高通称Quick Charge 3.0能在35分钟左右将一部典型的手机从零电量充电至80%,而普通移动终端通常需要花费约一个半小时的时间。
2、联发科Pump Express
联发科方面也提出了自己的快充解决方案----Pump Express,它内置于PMIC的电源管理集成电路。它的特点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,充电器依照这个指令调变输出电压,电压逐渐增加至高达5V达到最大充电电流。
目前有它两种技术规格,输出功率小于10W划分在Pump Express,而输出功率大于15W划分为Pump Express Plus。以上联发科的快充方式已经有通嘉、Dialog等电源芯片厂为其配合开发专属电源管理IC。这个解决方案常见与国内以及新兴国家中、低阶智能手机产品市场中。
3、USB 3.1 PD
本文来源:不详 作者:佚名