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德基电池:你的手机电池多久才能充满?

    目前市面上的手机都支持快充功能,然而各家的快充听起来又都不一样,那手机快充究竟有何玄机呢?今天我们就来和大家聊一聊手机快充。

    大家都知道P=UI这个公式,如果想P(功率)得到最大值,那么就要使U(电压)或者I(电流)达到较大的数值。现在目前市面上的手机大都支持快充,虽然各家手机厂商的快充方案名称不同,但归根结底不外乎两种充电方案,那就是高压快充与低压大电流快充。

    首先来说高压快充的代表——高通Quick Charge快充。高通在2013年便发布了高通QC1.0快充,它是通过提升电流从而提升充电速度,可达到5V/2A的充电功率。到了QC2.0时代,因为Micro USB接口线材最大只能支撑2A,因此高通又通过提升电压来加大充电功率,充电电压从5V来到了9V、12V、20V。不过电压增大,也带来了一个很大的问题,那就是电量耗损更加严重,并且耗损的电量大多转化为发热量。充电时手机热得不行,那怎么能行呢?

    到了QC3.0时,高通采用INOV算法,以200mV为一档,使手机充电时能够进行更为精准的电压选择,大大提高了充电效率,最低的电压可达到3.6V,减少了充电发热。此外,这时的旗舰手机上的Micro USB接口大多都升级为了Type-C接口,而更多的触点数量也让Type-C能够承受更大的电流强度,因此QC3.0的充电最大电流也提升到了3A。目前市面上采用高通芯片的主流中高端手机处理器都支持QC3.0快充。

    高通QC4快充协议更进一步地将电压细分为20mV一档,并且取消12V电压档,充电电流也最高提升到5.6A,充电效率进一步提升。因为谷歌的要求,高通QC4还支持了USB PD协议。最新的QC4+相较于QC4主要的提升是在增加双充功能,加速散热,保持充电时的温度控制。不过可能是由于成本或其它原因,目前许多支持QC4快充的手机依旧只能获得QC3.0的充电功率,没有获得QC4快充的体验。

    类似于高通的高压快充方案还有联发科的Pump Express以及Pump Express Plus快充,以及华为早期的FCP、三星AFC、魅族的mCharge等快充,它们快充方案的本质是一样的,这里就不一一介绍了。

    其实通过高通QC快充的发展轨迹也可以看出高通的快充在慢慢从高压快充方案向低压大电流快充转变。而OPPO的VOOC闪充则是从一开始便坚持着低压大电流的快充方案。

    上文有提到高通选择高压快充方案是因为Micro USB接口线材限制了电流最大只能达到2A,因此只能选择增大电压。而OPPO则是彻头彻尾地对硬件进行改造。

    OPPO将正常的Micro USB线材接口由普通的5针改进成7针,电池也改造成8金属触点,大大增强了充电的电流强度。此外OPPO还将本来在手机上的充电控制电路移植到充电器内,这样一来,在充电时热量将集中在充电器一端,手机将不会出现高热量的现象。即使手机亮屏充电也不会产生太大热量继续保持快充状态。

    当然,这样的低压大电流充电方式虽然拥有比高压快充更快更有效率的充电速度,但也并不是没有弊端。OPPO VOOC的闪充需要特制的充电器与线材,在成本上要比别的手机厂商多出不少,最初的OPPO VOOC闪充还可能导致手机电池寿命减少,并且相较于别家的充电器,前期的OPPO快充头往往要大上一倍,当然这些缺点在后来都有所改进。

    最初与OPPO共同坚持使用低压高电流的手机厂商并不多,只有一加的DASH闪充也是使用低压高电流快充方案。不过在2016年之后,许多手机厂商也从高压快充方案向低压高电流方案转变,如华为后来推出的Super Charge快充、魅族的mCharge4.0以及努比亚的Neo Charge,就连联发科的PEP也转向低压快充方案。

    目前市面上的快充方案很多,各家协议也不同,这时USB-IF组织站了出来。USB-IF组织制定了一种快速充电标准——USB Power Delivery(一下简称USB PD)。USB PD协议可实现更高的电压和电流,功率最高可达100W,并且可以自由的改变电力的输送方向,此外USB PD的传输接口为USB Type-C。USB PD协议发展至今已经到USB PD3.0版本,上文说了在谷歌的推动下,USB PD已经获得高通QC协议的支持。而目前很多手机厂商的旗舰手机也都开始兼容USB PD充电协议,如三星S9系列、华为P20系列、小米MIX2S等。此外苹果去年发布的iPhone也开始支持USB PD协议,这将会大大增强USB PD在行业中的影响力。

    现在大家购买的手机基本上都会支持快充功能,但有些厂商为了节省成本并没有提供支持快充的充电头(如苹果与红米等部分机型)。而且由于涓流充电的存在,一些低压大电流的快充方案虽然在恒流阶段充电较快,但在接近充满电时依旧很慢。不过像OPPO VOOC以及一加DASH闪充这样的快充能够在亮屏时依旧保持较高功率的快充,确实要比高通等亮屏便降低快充功率的充电体验更好。


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