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- 時間: 2016-4-11 19:54這些快充技術"專治"電量不足
2016年04月12日
智能手機時代，我們目睹了處理器從單核、雙核升級到四核、八核，到現在出到十核也不會驚訝；手機攝像頭像素從十萬級、百萬級到千萬級的跨越；屏幕的尺寸也是如此，4英寸、5英寸現在6英寸以上的也是一抓一大把。
但唯一遺憾的是，手機電池方面的技術革新依然緩慢，電池續航能力不足以滿足用戶日常使用，仍舊是制造商最大的痛處。對於這個短板，此前手機廠商普遍的做法是在手機厚度、重量極盡平衡的前提下配備大容量電池，但這畢竟很有限。不過隨著近兩年另辟蹊徑的快充技術的誕生，似乎讓整個業界看到了希望，在一番探索之後，眾多手機快充解決方案應運而生。
那麼，手機是如何做到快速充電的呢它是如何實現，是否安全？又有哪些種類？未來發展又會有哪些技術革新？今天我們就來逐一來解答這些問題。
如何實現快速充電？
我們先來看一下決定充電效率的物理公式：能量W（可以看成是電池容量）=功率P×時間T；功率P=電壓U×電流I，因此可以看出，在電池容量一定的情況下，功率的大小決定著充電時間的快慢；功率越大，充電時間才會越短。再根據公式功率P=電壓U×電流I，可以很容易得出，要想提升充電速度，減少充電時間，可以通過下三種方式來實現：
1、在電壓不變的情況下提升電流；
2、在電流不變的情況下提升電壓；
3、電壓、電流同時提高也可以實現快速充電。
對於功率與電流、電壓的關系，我們可以打個簡單的比方，這就好比你給一個浴缸裡注水，提高電壓、電流就好比提升單位時間的出水量以及水流速度。當其中的一個參數或者兩個參數都提高時，充水效率自然得到提升，浴缸也就很快充滿。注滿水（充滿電）的速度也會有顯著的提升。目前不少廠商的快充解決方案都是依靠電壓提升（或是同時提升輸出電壓電流）來實現。
主流快充技術分類：
以上3種方案是技術上的大前提，但在幾經廠商的技術演變之後，我們可以將閃充分為高壓快充和低壓快充兩種大類別。這其中，國產OPPO手機采用的是低壓快充（高電流）；芯片商高通Quick Charge、聯發科PumpExpress采用的是高壓快充方案；還有一個PD充電規范，使用的是電壓、電流都提高的方案，但也屬於高壓快充，它的最大電流限定為5A。
低壓快充代表：OPPO VOOC閃充
最早於2014年上半年提推出的VOOC閃充技術，當時搭載在Find 7手機上，當時有報告稱VOOC閃充成為Find 7被用戶買單的最大因素。
OPPO的VOOC閃充使用的是低電壓高電流的方式給智能手機進行快速充電。在保持USB充電固有的5V充電電壓的前提下，提升充電電流。這種充電方式的最大好處在於，不僅提高了Android手機的充電速度（相比傳統充電速度提高4倍之多。官方聲稱充電30分鍾，可以達到3000mAh的75%）的同時，VOOC閃充還也能減少手機充電時適配器與手機的發熱情況，進而閃充性能以及手機安全性都有最直接的保障。
高壓快充方案：
1、高通Quick Charge 3.0
高通是快充技術的方案提供方，目前在智能手機的快充技術中，高通的
Quick Charge 3.0解決方案各被手機廠商采用較多，應用相對廣泛。現在高通QuickCharge已經升級到了3.0版本，要比之前2.0版本的充電效率更高。據高通介紹，Quick Charge3.0首次采用“最佳電壓智能協商”算法，在轉化效率上有所提升。
Quick Charge 2.0僅提供5V、9V、12V和20V這四檔充電電壓。而升級後的Quick Charge3.0則以200mV增量為單位，可提供3.6V~20V電壓進行靈活選擇。同時，Quick Charge3.0還能與之前版本的充電器進行兼容，供更多OEM廠商進行選擇，這也是高通Quick Charge在智能手機快充中應用廣泛的原因之一。
體現在所有時間、效率來看，高通稱Quick Charge 3.0能在35分鍾左右將一部典型的手機從零電量充電至80%，而普通移動終端通常需要花費約一個半小時的時間。
2、聯發科Pump Express
聯發科方面也提出了自己的快充解決方案----PumpExpress，它內置於PMIC的電源管理集成電路。它的特點允許充電器根據電流決定充電所需的初始電壓，由PMIC發出脈沖電流指令通過USB的Vbus傳送給充電器，充電器依照這個指令調變輸出電壓，電壓逐漸增加至高達5V達到最大充電電流。
目前有它兩種技術規格，輸出功率小於10W劃分在Pump Express，而輸出功率大於15W劃分為Pump ExpressPlus。以上聯發科的快充方式已經有通嘉、Dialog等電源芯片廠為其配合開發專屬電源管理IC。這個解決方案常見與國內以及新興國家中、低階智能手機產品市場中。
3、USB 3.1 PD
近一段時間在手機圈比較火的USB Type-C，除了數據接口以及傳輸速率上的改變外，其實還提升了自己的供電能力（USB PowerDelivery Specification，簡稱USB PD），Type-C目前最大可以支持連接20V/5A的供電。隨著未來更多搭載USBType-C（USB 3.1）接口的手機上市，市場前景也很廣闊。
高/低壓快充技術有什麼差別，不足之處在哪裡？
既然都可以達到快速給手機充電的效果，那麼高壓、低壓兩種方式的主要區別在哪裡？在解釋這兩種技術的差別之前，我們先了解一下傳統的5V/1A慢充是怎樣的一個過程。
我們國家采用的是民用220V電壓，在進行傳統的充電時，輸入端在經過充電器之後轉成5V/1A的充電電流輸出。而在這個過程中存在著一次降壓轉換，所有的能量並不能100%備轉換，損失的這一部分能量會變成熱。具體就體現在我們使用充電器進行充電時，能夠感受到充電器有不同程度的發熱現象。
而轉換成的適合充電的5V/1A電流，又會經過手機內降壓電路，轉換成4.2V或者4.4V適合給電池充電的電壓，進行充電。這個過程中又存在降壓轉換，也就會有充電時手機會發熱的現象。
然後我們再回過頭來看高、低壓快充的差別。
高壓快充（包括Quick Charge、Pump Express、USB 3.1PD）的轉換則是從220V到20V/12V/9V再到4.2V/4.4V，也就是說這種方案會讓充電端擁有更高的電壓輸入到手機降壓電路。然後手機降壓電路會承受更大的壓力進行降壓轉換，當然這樣的轉換過程損耗也更多，直接表現為手機充電時機身發熱更明顯。
而OPPO的VOOC閃充低壓快充則是從220V直接降至4.2/4.4V。手機充電過程中的所有降壓環節，都放在了搭載智能MCU芯片的充電器裡完成，它可以直接將220V電流轉換成可以直接為鋰電池進行充電的4.2/4.4V電流。即充電時不調用手機內的降壓電路，所以充電時溫升控制良好，不會明顯發熱。
所以良好溫升控制又會帶來一個顯而易見的優勢，那就是整個快充的使用體驗，也可以說是閃充性能，是非常優越的。在這裡可以舉一個場景作為例子：比如我們在使用低壓閃充為手機充電，可以一邊閃充，一邊玩游戲，無論玩多大的游戲都不會影響到閃充的工作。而換做高壓快充，這樣則可能產生兩個發熱源：一個降壓電路工作發熱，一個手機工作CPU發熱。如此一來，快充只能堅持一會兒，為了讓溫度保持在安全范圍內，手機快充就只能降回普通充電了。
OPPO 7pin接口充電線纜
普通接口充電線纜
當然，每種方案都有自己優勢和劣勢的地方，就低壓充電來說，目前OPPO掌握著大量專利，技術僅限於OPPO自己的產品，對於消費者來說自然有兼容性上的限制。具體的表現是，OPPO手機有自己定制的充電器、8觸電電池以及7pin接口充電線纜，如果你換了普通電池，或者換了其他手機的Android數據線，那麼閃充也就不起作用了。
高/低壓快充未來如何發展？
既然是快充，那麼未來的發展方向自然是比快更快。低壓快充方案未來的最大發展瓶頸在電池上。充電器的輸出功率可以做到很大，但怎麼讓電池能夠都承受住這麼大的電流輸入是OPPO接下來需要考慮的。在今年年初的MWC巴塞羅那展覽上，OPPO小秀了一把采用低壓脈沖算法的全新超級閃充，它在15分鍾以內，就將2500mAh電池的手機充滿。這可以說是快充技術上的新突破。
高壓快充方案，除了要解決電池問題外，未來還需要解決快充時所帶來的發熱問題。假設在高壓快充方案下，將充電器輸出功率提升到70W，在手機降壓電路處的轉換損耗按照損失10%來計算，發熱將達到7W。而這是一個非常誇張的數字，解決難度不小。
小結：
毫無疑問，快充是目前能夠有效解決智能手機續航問題的最佳方法，也是未來幾年手機廠商、方案提供商角逐的主要戰場。如果說越來越多的用戶開始選擇具有快充功能的智能手機，那麼接下來，我們要選擇的就是那些充電更快、性能更穩定以及兼容性更好的快充手機。這也是整個行業的發展方向。
如何判斷自己的手機支不支持快充？
最後，我們再教大家幾個方法去判斷自己的手機是否支持快充功能。在這裡OPPO手機就不多做解釋了。
1.看充電器上標識
“通信標准YD/T 1591《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法》明確規定：手持機充電接口直流輸入電壓為5V±5%，最大吸收電流為1800mA。因此只要適配器的輸出突破這一條件，就都可以算是快充。”
2.通過實際記錄手機充電時間。根據我自己的使用經驗來講，如果在0~10%的電量時開始充電，經過半小時左右時間手機電量可以基本恢復到60%左右的，基本可以判斷你的智能手機是具備快充能力的。
3.另外，你還可以去去相應手機的官網查詢以及咨詢客服，當然線下銷售人員也是可以的。
【糾錯】[責任編輯:徐一嫣] -
這些快充技術"專治"電量不足
