手机近几年的发展越来越迅速,不仅仅是屏幕的增大,电池容量在不知不觉间也增大不少,但是相比之下,电池仍旧是传统的锂电池,没有什么实质性的改变,充电速度没有得到根源性的突破,由此诞生了五花八门的快充技术来解决充电时间长的问题,从 10W 到如今生活中最高的 40W 超级快充。
市面上存在太多快充技术了,各个厂家之间的优劣性也不同。但是如今提高充电速度的方法无非就是调整手机的电压与电流的输入值,进而缩短手机的充电时间。目前市面上常用的快充模式有高电压恒定电流、低电压高电流、高电压高电流三种模式。就仅仅针对这三种模式,就衍生出了多种的快充协议。
首先是最普遍的高通QC(Quick Charge)协议,普遍的原因在于其处理器称霸手机市场,目前高通的快充协议是通过增大电压的方式,去达到快速充电,但是高电压就需要减低电流来让设备安全。高通前两代的 QC 协议快充,其实从技术上说,并无太大的变化,所以应用并没有太广泛。
直到高通的 QC 协议第三代才开始广泛应用,QC 3.0 采用的是电压智能协商算法(INVO),能够以输入电压以200mV为一档自适应调节,进一步方便的厂商根据自家的产品对快充进行调整。现在最新的 QC 4.0 协议,根据官方数据,相比 3.0 在充电速度上提升了20%,效率提高了30%,并且兼容 USB PD 协议,以及 INOV 3.0 算法,可支援电压更精细的调整,达到了20mV。
在明年,高通还将给我们带来 QC 5.0,虽然没有流传的 50W 那么夸张,但估计为 32W,并采用“三重充电”的方案,有效解决发热问题。
另一款是联发科的 PE (Pump Express) 快充技术,因为中低阶手机和平板多采用 MTK 方案,所以 PE 系列快充还是保有较高的市场占有率。而 Pump Express 快充技术是由内置于 PMIC 的电源管理集成电路和 DC 壁式充电器组成的。
它的卖点在于允许充电器根据电流决定充电时候所需的初始电压,这个技术得益于 PMIC 发出的脉冲电流指令,这个指令通过 USB 的 Vbus 传送给充电器,充电器就可以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。
PE 技术拥有两种规格: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,能满足不同厂家对自己产品的调整。
如今 Pump Express 技术发展到3.0,官方宣称仅需20分钟就能将智能手机的电池从零充到 70%。并且将会是全球首款采用 USB Type-C 接口进行直接充电的快充方案,安全系数极高。
魅族 Super mCharge 技术和 Pump Express 技术大同小异,感觉就是复制了联发科 Pump Express 技术。但是在2017年的 MWC 大会上,魅族曾发布 Super mCharge 全新一代快充技术狠狠地震撼世人。因为 Super mCharge 快充拥有 11V/5A 最高 55W 的充电功率,首次采用业内创新的电荷泵技术,转换率高达98%,让低效率引起的充电问题得以解决,加上全新的 E-Mark 智能安全处理器,为充电安全提供动态保障。
但是很可惜,现在还无法达到大规模的量产,取而代之的是 24W 的 mCharge4.0 低温快充技术。
说起快充,肯定会想起 OPPO 的“充电五分钟,通话两小时”。 OPPO VOOC 闪充其实没有听起来那么神奇,它达到快充的技术简单粗暴,采用的是低电压高电流的快充模式。在其充电器上配备了专门的智能处理器,用 MCU 单片微型电脑取代传统充电电路中的降压电路,但是不足的地方在于需要识别采用的充电器、充电线、接口等是否匹配 VOOC 闪充,只有匹配上了才可以开启 VOOC 闪充。
这样虽然是保证安全性,但是却带来局限性,OnePlus 手机上Dash 闪充也是如此。现在 OPPO 将 VOOC 闪充的充电功率翻番,推出了 SuperVOOC 超级闪充技术。
华为自家其实也有快充技术,并且从 FastCharge(FCP)更迭至了 SuperCharge(SCP),而 SuperCharge 快充技术可以说是全球最快/兼容性好的快充代表之一,它可以兼容 PD 和高通 QC 协议。因为华为直接在手机内置了一颗专门用于电源管理的 IC 处理器,能够智能识别不同充电器和数据线,然后匹配最佳快充方案。除此之外,通过直充 SCP 协议,手机和充电器之间能实时通信,根据充电过程的电压需求,智能协调充电过程中最高效的电压和电流,避免不必要的效率损耗。
SuperCharge 技术优点多多,有5大安全保护点:SuperCharge 充电器、Type-C 接口、智能充电芯片、分流闸口、电池分别形成保护点。而每个保护点还有三层防护网(安全电压防护网、安全电流保护网、温度监控保护网),累计15层安全保护机制。嫩很好的保护用户的人身和财产安全。
当然,要体验 SuperCharge 也是有条件的,需要使用认证的充电线或者充电器,否则都无法进行快充。目前SuperCharge 快充技术是目前手机行业商用最高的充电功率,最高功率达到了 40W。
PD 快充技术是 USB 的标准化组织推出的一个快速充电的标准。 USB 标准化规定必须通过 USB PD 协议来调节电压和电流,通过了 Google 的支援,必须通过 USB PD 协议才可以使用快充,这样一个条款虽然霸道,但是统一了快充的协议。并且拥有天然的优势,PD 标准可支援5V、9V、12V、15V、20V 等多档电压,还能够根据手机、平板、笔记本等不同设备的需求来智能匹配电压。你只需要一个 PD 快充头,就能给你的多部支援 PD 快充协议的设备进行充电,这个便携性是其他快充协议所无法比拟的。
对于多种多样的快充技术,已有多家电源 IC 处理器公司拥有相关的应用方案,用以解决市场存在的两个问题,第一个是可适配的快充标准广泛,并可支援如 SuperCharge、PD、VOVC 等最新功率更高的协议标准,第二个是伴随支援不同的协议,在充电宝、充电器等不同细分领域之中。
另外,以往许多第三方厂商之所谓不愿意过多涉猎快充类产品,更主要的原因还是因支持快充的 IC 成本太高,导致产品价格较贵甚至卖不动。但最新一轮的方案迭代之后,快充成本太高已经可以说不是问题了。