“充電幾分鐘,使用幾小時”, 手機快充哪家強?
“充電五分鐘,通話兩小時。”這句魔性的手機廣告詞,洗腦般地印在大眾腦海中。隨著手機充電技術的升級和人們快節(jié)奏生活的需要,快充不光有效緩解了人們對低電量的“焦慮”,也成為各大手機廠商競爭的關鍵部分。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202210/439705.htm從2018年開始,越來越多的智能手機快充功率突破20W大關,短短幾年的時間,已經有廠商號稱實現(xiàn)了240W的快充技術。如此高效的快充技術,其原理究竟是什么?各種手機快充技術的差別又在哪里呢?
三種快充技術 各有優(yōu)劣
要了解快充首先就要知道手機的電池結構。
智能手機電池的核心是鋰離子,當手機充電時,正極部分的鋰離子會穿過中間的絕緣隔膜向負極移動,并儲存在類似海綿一樣的石墨材料中,當正極鋰離子全部移動到負極時,就意味著電池充滿了。
目前,一部智能手機普遍的電池容量基本上都在3000mAh以上,使用普通5V/1A的充電器,充滿電需要3—4小時。而快充技術能將時間壓縮到1小時左右,大大提高了效率。
根據物理學電功率的公式P(功率)=U(電壓)×I(電流),可以知道快充的三個原理是:高電壓低電流、高電流低電壓、高電壓高電流。
高電壓低電流:一般手機的充電過程是,先將220V電壓降至5V充電器電壓,5V充電器電壓再降到4.2V的電池電壓。整個充電過程中,如果將充電器電壓增大至9V時,則可以將充電時間壓縮到50%,但缺點是導致充電器、手機發(fā)熱,對電池的損害也會增加。
高電流低電壓:通過增加多條并聯(lián)電路,提高電流總和值。電路并聯(lián)分流之后,每部分模塊承擔的子功率并不大,可以很好地控制電路散熱,避免手機發(fā)燙。不過,電流也不能無止境提升,大電流充電依然會產生熱量,如果發(fā)熱速度超過了散熱速度,又沒有保護機制,電池的溫度就會不斷升高,導致壽命降低甚至引起爆炸。因此,幾乎所有的充電器和產品本身都會限制最大電流。
高電壓高電流:同時增大電壓和電流,無疑是加快充電速度最高效的方式,但高壓狀態(tài)下會產生出更多的熱能,電路熱能損耗和電池壽命縮短是主要問題。
三種快充方式各有優(yōu)劣,想要真正實現(xiàn)快速充電,又不損耗電池的方式,還需要在技術上取得突破。
OPPO VOOC閃充:用芯片來精準控制電流
VOOC閃充是OPPO獨立自主研發(fā)的快速充電技術,該技術是在適配器當中加入一顆MCU智能芯片,能精準控制電流,從而實現(xiàn)了開電壓環(huán)和分段恒流。
舉個例子,手機就像是一輛汽車,普通充電的動力只有1.2L,只能做到緩慢起步;而VOOC閃充的開電壓環(huán),可以將動力提升至3L,只需要輕踩油門,便可快速前進。而分段恒流則類似汽車起步時,掛上高速擋,快速啟動,中間段變?yōu)橹兴贀?,高效運行,結尾變?yōu)榈退贀?,平穩(wěn)充滿。
值得一提的是,VOOC閃充首次打造了從適配器到接口再到手機內部的全端式五重防護,用MCU芯片接管發(fā)燙的減壓電路,從而解決手機快充發(fā)熱問題。
高通QC 5.0:從0%到50%只需5分鐘
2020年,高通發(fā)布的QC 5.0快充協(xié)議,標志著高通正式進入三位數功率時代。
高通QC 5.0將INOV算法升級到4.0,號稱是智能手機中首個商用100W以上充電功率的快充平臺。支持100W+超級快充,從0充電到50%只需5分鐘;支持多充技術,3.3V—20V 的電壓微調,使得高通QC充電協(xié)議更加符合USB-PD充電標準和特性。
此外,高通Battery Saver電池健康管理以及全新的高通適配器功率智能識別技術,不僅提升了充電效率,對充電安全性和電池壽命也是一個很大的提升。高通的數據顯示,充電效率比QC 4.0提高70% ,相比QC1.0提升10倍,而充電溫度卻降低10℃。
華為SCP快充協(xié)議:自家的就是快
在快充上,國產手機企業(yè)華為同樣不甘示弱。2016年,華為推出了SCP協(xié)議,規(guī)格為4.5V/5A或5V/4.5A,也就是功率達22.5W,最早搭載在Mate 9,采用的是類似OPPO的“低壓大電流”方案,好處同樣是在增大功率的同時,減少發(fā)熱。在這一協(xié)議的基礎上,華為還增加了電荷泵技術,將充電電壓降到5V左右,同時將電流從4A提升到8A,實現(xiàn)了40W的超級快充。此外,在華為Mate X上也出現(xiàn)過65W的超級快充,實際上也是和OPPO的思路一樣——雙電池充電,但不同的是,每塊電池用的是電磁隔離,以達到實際60w充電速度。
小米Super Charge Turbo:兩顆芯片,效率更高
小米的快充技術叫Super Charge Turbo,所支持的最高有線充電功率是小米12 Pro的120W。小米Super Charge Turbo采用了兩顆澎湃P1芯片,內部采用了三種不同耐壓的FLY電容,每顆電容需要獨立的開短斷保護電路,通過1:1、2:1和4:1三種轉換模式實現(xiàn)雙向導通,正向1:1模式能讓亮屏充電效率更高;正向2:1模式可兼容更多充電器;正向4:1模式可支持120W澎湃秒充。反向1:2和1:4模式最高支持30W的反向充電,可以直接為電池輸出大電流,諧振拓撲效率高達97.5%,非諧振拓撲效率為96.8%,熱損耗直線下降30%。
而且,小米Super Charge Turbo可以為用戶提供低溫與疾速兩種模式,豐富了大家的充電選擇。
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