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揭秘:快充并沒有看上去的那么簡單

作者: 時間:2017-10-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  技術(shù)發(fā)展到今天可以說已經(jīng)比較成熟。在電池技術(shù)無法取得突破性成果的今天,快速充電技術(shù)可以說是最佳以及最合理的續(xù)航解決方案。但是也不是表面上看上去的那么簡單,那么接下來小編就跟讀者一起探討一下技術(shù)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201710/366527.htm

  充電5分鐘,通話2小時,當(dāng)我們被這句廣告詞洗腦的背后,實則有OPPO家的擔(dān)當(dāng)硬實力。目前在OPPO主流智能手機(jī)中均適配有閃充技術(shù),與高通自家Quick Charge有分庭抗禮之勢。但是,由于VOOC不對外兼容其他手機(jī),對于沒用過OPPO閃充手機(jī)的用戶,對VOOC還是有點陌生,本期技術(shù)分期也為大家揭開在“充電5分鐘,通話2小時”背后的技術(shù)支撐。

  

  什么是

  VOOC 閃充是OPPO研發(fā)的擁有18項專利的低電壓快速充電技術(shù)。其采用低電壓高電流模式,保證充電速度的同時也能減少手機(jī)充電時適配器與手機(jī)的發(fā)熱情況。目前支持VOOC閃充的手機(jī)有OPPO Find 7、OPPO N3、 OPPO R5、OPPO U3、OPPO R7、OPPO R7 Plus、OPPO R7s共計7款,OPPO官方數(shù)據(jù)稱,VOOC閃充相比傳統(tǒng)充電速度提高4倍之多。30分鐘可充到3000mAh電池的75%,而且充5分鐘就可以通話2 個小時。

  注:

  “充電 5 分鐘,通話 2 小時”數(shù)據(jù)基于特定環(huán)境下由實驗室檢測所得。實際充電效果因電池容量和溫度等因素影響或有差異,實際通話時間因手機(jī)使用狀態(tài)和使用環(huán)境不同而有所差異。

  VOOC閃充家族:

  VOOC 不僅僅只在手機(jī)中標(biāo)配一個充電頭來規(guī)劃自己的閃充版圖,旗下打造的“VOOC閃充生活圈”,由 “VOOC 閃充移動電源”、“ VOOC 車載閃充”和“1560多家OPPO閃充加油站 ” 組成,另外,OPPO 還提供單獨包裝的“VOOC mini 電源適配器”售賣。

  OPPO 根據(jù)一個人生活的主要活動范圍,針對性地提供了解決方案。在家或者辦公室可使用“VOOC 電源適配器”;在出差時可以使用“VOOC閃充移動電源”;在開車的路上,可以使用“ VOOC 車載閃充”;即使你在逛街時,沒有帶上述任何周邊配件,也可以到1560家OPPO體驗店去享受免費充電服務(wù),而這1560家OPPO體驗店, 基本上涵蓋了所有地級以上城市的核心商圈(中國大概有 330 多個地級市) ,在OPPO手機(jī)中就能基于地理位置查找附近最近的閃充加油站。

  VOOC閃充原理:

  OPPO VOOC閃充不再使用傳統(tǒng)的5V 1A或者5V 2A的電壓電流充電器,而是直接將充電器的輸出提升到了5V 4A的水平,在傳統(tǒng)的4-5pin充電接口增加到了7pin,手機(jī)電池觸點也增加到8個(有時候手機(jī)電池不可拆卸你看不到),通過多通道的充電方式,來杜絕充電過程中的大熱量和大電流等危險情況。值得一提的是,當(dāng)其他非支持VOOC閃充的手機(jī)接入閃充充電器后,也會自動降低為5V 2A的手機(jī),保護(hù)非OPPO的手機(jī)進(jìn)行充電。

  MCU智能芯片

  為了進(jìn)一步緩解大電流給手機(jī)電池充電帶來的安全隱患,VOOC閃充在適配器當(dāng)中加入了一顆MCU智能芯片,從而實現(xiàn)了開電壓環(huán)、 分段恒流技術(shù)。假如把手機(jī)比做一輛車,普通充電的油門只有1.2L,即使踩滿油門,也只能緩慢起步,慢速前進(jìn)。VOOC閃充的開電壓環(huán)將排量提升到3L以上,只要輕踩油門,就可以飛速前進(jìn)。

  

  得益于 MCU 對電流的精準(zhǔn)調(diào)節(jié),VOOC實現(xiàn)了分段恒流和變檔技術(shù),起步時,VOOC會掛上高速檔(識別到VOOC充電),中間時,會自動跳到中速檔,讓你快速前行(大電流充電),結(jié)尾時又會切換成為低速檔,讓你平穩(wěn)到站(涓流充電),防止電池過充和預(yù)防其他副作用。在實際充電過程中,我們也發(fā)現(xiàn)充電達(dá)到75% 時,VOOC也進(jìn)入涓流狀態(tài),以5V 2A的方式平穩(wěn)充電。

  值得一提的是,VOOC閃充技術(shù)也打造了從適配器到接口再到手機(jī)的全端式五重防護(hù)技術(shù):

  第一級,適配器過載保護(hù)。在前端,電流進(jìn)入適配器時,其中的傳感器會實時檢測電壓電流,當(dāng)檢測安全可靠時,MOSFET(保護(hù))開關(guān)會自動打開閃充。異常就會立即閉。

  第二級,閃充條件鑒定保護(hù)。電流通過適配器時,其中的MCU芯片會識別設(shè)備是否為支持閃充,只有支持才能開啟閃充,同時開啟第二級過載保護(hù)。

  第三級,接口過載保護(hù)。在中段,電流進(jìn)入手機(jī)時,在特別定制的7pinUSB接口處,手機(jī)內(nèi)的MCU會控制第三個MOSFET(保護(hù))開關(guān),實行第三級過載保護(hù)?! ?img src="http://uphotos.eepw.com.cn/fetch/20170620/366527_1_4.jpg" onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" />

  第四級,電池過載保護(hù)。在末端,電池內(nèi)的特殊IC和MOSFET(保護(hù))開關(guān)構(gòu)成了第四道防線,負(fù)責(zé)對進(jìn)入電池的電壓電流實行過載保護(hù)。

  第五級,電池熔絲保護(hù)。在出現(xiàn)異常時,電池內(nèi)的保險絲會當(dāng)即熔斷,物理性斷絕電流輸入。

  與高通Quick Charge技術(shù)對比

  其實不止OPPO一家深耕于手機(jī)快速充電技術(shù)的研究,高通在自家驍龍400、600以及800芯片上也內(nèi)置有Quick Charge 2.0快速充電技術(shù)。與OPPO自家的充電技術(shù)不同的是,根據(jù)功率(P)=電壓(U)x電流(I)的計算公式,在電池容量一定的情況下,高通Quick Charge 2.0將充電電壓從5V提高到9V,將充電電流由1A暴增到1.6A,官方宣稱3300mAh的電池只要半個鐘就能充滿60%,不過為了防止電流電壓過大對手機(jī)造成影響,高通也在充電器上加入了一個智能的APSD(Automatic Power Source Detection)芯片。

  

  值得一提的是,高通Quick Charge已經(jīng)進(jìn)階到3.0階段,電壓調(diào)節(jié)幅度縮小到了0.2V,最低3.6V,最高則可達(dá)20V,現(xiàn)階段已經(jīng)宣布支持QC 3.0的芯片有驍龍820、驍龍620、驍龍618、驍龍617和驍龍430,預(yù)計相關(guān)設(shè)備將會在下年亮相,其也向下兼容Quick Charge 2.0。從早前測試,也得出VOOC與高通Quick Charge 2.0在充電方式上的差異:

  一、充電速度:VOOC 閃充技術(shù)在30分鐘可以充到3000mAh的75%,也就是2250mAh,而高通Quick Charge 2.0技術(shù)在同等時間內(nèi)充到的是1980mAh,由數(shù)據(jù)可得知VOOC閃充要比高通Quick Charge 2.0要快一點。由于Quick Charge 3.0未有測試樣機(jī),所以不能進(jìn)行定論。

  二、安全性:從以上介紹得知,VOOC閃充除了充電器、電池共四道安全措施外,在其機(jī)身上還采用了一種非常原始的方法,即保險絲。在發(fā)現(xiàn)充電異常的情況下,保險絲會熔斷,中止充電過程,就像家里的電表一樣。

  首先,高通的Quick Charge 2.0充電技術(shù)內(nèi)置有APSD(Automatic Power Source Detection)芯片,能自動對電源進(jìn)行偵測,識別電量輸入是來自什么方向,如PC、電源插座、USB等等,對每一個電量來源進(jìn)行IP標(biāo)記,能夠快速辨認(rèn)。其次,AICL(Automactic Imput Current Limit)技術(shù)也能主動去識別電源適配器的屬性,進(jìn)行智能適配,例如知曉輸入電流的大小,根據(jù)電流的大小平衡適配器輸出的電流和終端所需要的電流。

  此外,高通針對充電線也有一個技術(shù),那就是當(dāng)充電線出現(xiàn)短路等情況時候,芯片是能夠偵測出來,從而會通過INOV技術(shù)對充電電流進(jìn)行適配,以保證電流不會過大或者不穩(wěn)定而導(dǎo)致手機(jī)終端損壞。

  三、兼容性:VOOC 閃充技術(shù)是屬于OPPO獨家的技術(shù),目前只有OPPO部分手機(jī)才能使用該技術(shù),而高通的Quick Charge 2.0目前已經(jīng)在驍龍400、600以及800芯片上進(jìn)行使用,未來的3.0版本也將會適配更多高端芯片,這個方面來說,高通Quick Charge技術(shù)的兼容性更好。

  除VOOC閃充和Quick Charge快充之外的快充方案:

   Pump Express Plus

  的Pump Express Plus技術(shù)需要配合生產(chǎn)的電源管理芯片來實現(xiàn),目前聯(lián)發(fā)科的MT6795上已經(jīng)能支持Pump Express Plus快充技術(shù),理論上在聯(lián)發(fā)科所有處理器平臺上使用專用的電源管理芯片都能實現(xiàn)快速充電功能。Pump Express Plus為充電器提供的輸出功率大于15W,受控輸出電壓增加了12、9V 和7V 三個檔位,支持 12V/9V/7V/5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V 充電。聯(lián)發(fā)科Pump Express Plus也是一種高電壓小電流快充方案。

  TI MaxCharge 快充技術(shù)

  盡管德州儀器已經(jīng)退出了手機(jī)芯片市場,但顯然其沒有完全放棄。德州儀器已經(jīng)推出了業(yè)內(nèi)首款采用專有 MaxCharge 技術(shù)的全集成 5A 單節(jié)鋰離子(Li-ion)電池充電器電路。與現(xiàn)有電池充電器相比,這款器件將充電時間減少了一半以上,最高可將充電時間減少 60%,這讓用戶可以實現(xiàn)快速充電的同時又不會受到發(fā)熱過量的困擾。

  Apple 20V 快充技術(shù)

  根據(jù)美國專利與商標(biāo)局公布的專利申請顯示,蘋果正計劃為旗下設(shè)備配備輸出6V到20V的快速充電器。蘋果在專利申請描述中表示,造成目前充電時長從1小時到 3小時不等的主要限制因素是5V的電壓。隨著未來更大容量的電池將會成為標(biāo)準(zhǔn)配置, 5V 明顯不能滿足顧客快速充電的需求。 考慮到蘋果在手機(jī)市場的巨大影響力,若其推出快速充電器,想必整個市場會迅速 跟進(jìn)。而且,未來的新款MacBook會放棄USB3.1而采用蘋果自家的快速接口也既有可能實現(xiàn)。

  USB3.1 PD 充電規(guī)范

  USB 標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體 USB 應(yīng)用者論壇(USB-IF),在 2014年4月于深圳舉行的英特爾開發(fā)者會議“IDF14 Shenzhen”上公開了“Type-C”的解決方案。Type-C支持較以往提高了供電能力的“USB Power Delivery Specification(USB PD)”。USB PD 根據(jù)可供給的電力設(shè)定了 10W、18W、36W、60W、100W 五級規(guī)格,據(jù)USB-IF介紹,Type-C 連接器支持100W(20V、5A)的供電。



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