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手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

导读: 智能手机的普及,加上处理器、屏幕等高耗能硬件的极速更新,使得智能手机需要更强大的电池作为支撑。如今似乎所有手机硬件都在飞速质变发展,但偏偏手机电池技术没有实质性的更新换代。为了保证手机长时间运行所需要的电能,不少厂商都内置了大容量的电池……

智能手机的普及,加上处理器、屏幕等高耗能硬件的极速更新,使得智能手机需要更强大的电池作为支撑。如今似乎所有手机硬件都在飞速质变发展,但偏偏手机电池技术没有实质性的更新换代。为了保证手机长时间运行所需要的电能,不少厂商都内置了大容量的电池,但电池容量的增大会导致手机充电时间的增多,因此厂商对充电技术进行了研究,曲线救国的快充因此诞生。

手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

如今快充已经演变成了一项智能手机的必备功能,比较流行的方案有高通QC、联发科PEP、OPPO VOOC、华为FCP/Supercharge、USB PD等。虽然同是对手机电池进行快速充电,但原理不尽相同,家里堆满手机充电头已是司空见惯的现象,不少手机品牌的快充头并不通用。

手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

为了规范快充标准,USB-IF(USB标准化组织)不久前发布了USB PD 3.0的重要更新,旨在一统快速充电技术规范的PPS(Programmable Power Supply),以实现对高通QC4.0/3.0、联发科PE3.0/2.0、华为/OPPO等方案的收编,并且不允许USB接口通过非USB PD协议进行电压调整。如果厂商都把各自的快充协议写进PPS规范里头,那以后支持快充的手机,理论上使用其他手机品牌的快速充电头(PPS规范)也能实现快充。

现存手机快充协议简述

如今支持快充的手机越来越多,但这当中主要分为两大解决方案:1.高压低电流快充 以及2.低压大电流快充。采用第一种解决方案的常见有高通QuickCharge、联发科PEP、华为FCP等等,而第二种则有OPPO的VOOC以及华为的SuperCharge。而USB-PD协议则包含了高压、低压两大部分。

手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

众所周知,P=UI,提升充电功率无非是增大电流或者电压,或者两者都增大。但电压与电流都不能无限制地随意增大,因为两者都会带来手机明显的发热。

手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

第一种高压低电流的快充是在充电过程中提升充电电压(7-20V左右)来提升充电功率,无快充手机充电过程一般是先将220V电压通过充电头降至5V,手机内部电路再把5V电压降至4.2V然后把电量输送给电池。整个降压过程中会产生热能,而高压低电流快充则是将5V充电头输出电压提升至7-20V,在手机内部则再把电压降为4.2V,整个充电过程机身会产生更多热能,充电器、手机都会有明显的发热,不利于充电效率的提高。

手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

低压高电流(左)与高压低电流(右)快充发热对比

第二种低压高电流的快充是在电压一定(4.5V-5V)的情况下,增加电流,一般使用并联电路的方式进行分流,恒定电压下,进行并联分流之后每个电路所分担的压力越小,在手机中也进行同样处理的话,每条电路所承受的压力也就越小。比如VOOC闪充就通过增加充电线缆的线路数量/USB端口触点的数量来增强大电流的承载能力。而华为SuperCharge快充原理同样相类似。避免机身内部“高压到低压”转换带来的高发热。

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