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【科普】快速充电技术知多少?
爱因斯坦 2015-11-13
导语

手机硬件正在以超摩尔定律的速度前进着,电池技术的进步可谓“龟速”。如今厂家解决续航的方法有两种:一是直接使用大容量电池,二是使用快速充电技术。那么,快速充电技术你又了解多少?

你听说过“充电5分钟,通话两小时”吗?没错,这句话讲的就是快速充电技术所发挥的作用。在2015年,支持快速充电技术的移动设备越来越多,如果一部手机不支持快速充电技术已经不好意思说自己属于这个梦想的时代。苹果、三星、高通、MTK、Intel等各大品牌都有各家的快速充电品牌,它们之间应该如何区别?兼容性又如何呢?

什么是快速充电技术?

对于快速充电技术并没有一个确切的定义,广义上讲,各品牌的充电技术都是快速充电技术,包括高通的Quick Charge 1.0~3.0(QC)、MTK的MTP Pump Express、USB的Power Delivery等等。而从技术特征上分析,它们的共同之处是输出功率大于市面上最常见的USB充电器的5W(5V/1A)。

为什么要快速充电技术?

以下是iPhone 6s评测中的充电速度数据。可以见到使用了快速充电技术三星Galaxy S6 edge、New Moto X、华硕Zenfone 2拥有非常快的充电速度。

其中分别测了几种充电器的三星Galaxy S6 edge是一个典型代表,它使用了标配的支持快速充电的充电器进行测试时仅需要37分钟就可以完成测试,使用5V/2.1A充电器时间延长到49分钟,而使用苹果的5V/1A充电器时间延长到107分钟。使用支持快速充电的标配充电器,比起使用5V/1A的充电器充电时间缩短为三分之一。

由于目前的手机大都使用了内置式不可拆卸电池设计,利用快速充电技术,手机可以大大缩短充电时间,用户体验明显提升,使用了你就离不开它。

盘点六大快速充电技术

一、OPPO VOOC技术

提高充电速度的方法有两个大方向,一是提高电压,二是提高电流。提高电压会增大充电过程中的发热量,加速电池老化并可能带来安全隐患,因此实际效果不佳。相比之下,提高电流则现实的多。VOOC技术采用的就是低电压高电流模式,保证了充电过程中的安全性。

VOOC快充的实际效果极佳。30分钟可以将3000mAh的电池充满75%,10分钟足以充进保证2小时通话的电量。

第一代的VOOC充电器体积极大而且充电线接口处还有断掉的危险。好在随着技术的进步第二代VOOC mini充电器已经问世。其体积已然同标准USB充电器相当,便携性极高,安全性也得到了完美的保证。OPPO也推出了VOOC快充移动电源,车载电源等,随时随地提供快速充电服务。目前来看。VOOC技术最大的缺点在于其只适用于OPPO一家的产品,兼容性较差。

图:OPPO给出的充电曲线

二、高通Quick Charge 2.0

高通Quick Charge 2.0技术是Quick Charge 1.0的升级版本,采用了全新的规范。通过同时加大电流与电压的方法来提高充电速度。为了防止提高电压对电池造成的损伤,Quick Charge 2.0加入了特殊芯片。而为了避免老版本手机在充电时被过大电流烧毁,还加入了特殊的IC判断开关。

Quick Charge 2.0技术的兼容性极佳,技术资料显示其会被推广到骁龙400,600,800全系列芯片上。考虑到高通在手机芯片领域的巨大市场占有率,Quick Charge 2.0的前景一片光明。

三、联发科Pump Express技术

联发科的快速充电新技术Pump Express内置于PMIC的电源管理集成电路。其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。Pump Express目前有两种技术规格,一是输出功率小于10W的Pump Express,二是输出功率大于15W的Pump Express Plus。

目前配合联发科的快充方式,也已经有Dialog,On-bridge和通嘉等电源芯片厂为其配合开发专属电源管理IC,它无需使用到USB的数据通讯口,线路简洁,从架构上看和目前传统USB充电器几乎一样,成本提高也较低,很适合在中低端手机中进行推广。

四、TI MaxCharge快充技术

尽管德州仪器已经退出了手机芯片市场,但显然其没有完全放弃。近日,德州仪器推出了业内首款采用专有MaxCharge技术的全集成5A单节锂离子(Li-ion)电池充电器电路。与现有电池充电器相比,这款器件将充电时间减少了一半以上,最高可将充电时间减少60%,这让用户可以实现快速充电的同时又不会受到发热过量的困扰。

五、Apple 20V快充技术

根据美国专利与商标局公布的专利申请显示,苹果正计划为旗下设备配备输出6V到20V的快速充电器。苹果在专利申请描述中表示,造成目前充电时长从1小时到3小时不等的主要限制因素是5V的电压。随着未来更大容量的电池将会成为标准配置,5V明显不能满足顾客快速充电的需求。

考虑到苹果在手机市场的巨大影响力,若其推出快速充电器,想必整个市场会迅速跟进。而且,未来的新款MacBook会放弃USB3.1而采用苹果自家的快速接口也既有可能实现。

六、USB3.1 PD充电规范

USB标准化团体USB应用者论坛(USB-IF),在2014年4月于深圳举行的英特尔开发者会议“IDF14 Shenzhen”上公开了“Type-C”的解决方案。Type-C支持较以往提高了供电能力的“USB Power Delivery Specification(USB PD)”。USB PD根据可供给的电力设定了10W、18W、36W、60W、100W五级规格,据USB-IF介绍,Type-C连接器支持100W(20V、5A)的供电。

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  • 快速充电
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文章评论(3)
爬上海岸的鱼[SYNNEX China]

现在没有快充技术根本没有竞争力!电子设备这么普及

3060天前 | 回复
柏岩[北京航空航天大学]

移动处理器的处理速度和性能每两年都能提升一倍,但电池技术每年只能提升约10%。因此,电池技术已经成为电子产品的性能和体验瓶颈。而快速充电正成为电池技术创新的中心。所以各家电子厂商正积极发展快速充电技术,相信快速充电技术的更新速度会很快。

3307天前 | 回复
柏岩[北京航空航天大学]

现在应该要加上华为的快速充电技术了:2015年11月13日,华为推出了一款快速充电电池,只需5分钟就可以充满50%电量。对于容量较低的电池,它只需要2分钟就可以充满2/3电量。

3307天前 | 回复
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作者 爱因斯坦

科研工作者

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 金陵 本科生 北京大学 本科
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科


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