打造一款手机超级快充是一个极其复杂且涉及多方面技术的系统工程,需要硬件、软件和生态系统的高度协同。以下是实现这一目标的关键要素和步骤:
"1. 卓越的电池技术 (Battery Technology)"
"更高能量密度:" 这是基础。需要研发或采用能量密度更高的电池材料(如硅基负极、固态电解质等),在相同体积或重量下存储更多电量。
"更低的内阻:" 电池内阻直接影响充电速度和效率。低内阻电池能更好地承受大电流充电,减少能量损耗为热量。
"先进的电池管理系统 (BMS):" 需要一个极其智能、可靠的BMS,精确监控电压、电流、温度,并实时调整充电策略,确保电池在安全范围内以最快速度充电,同时延长电池寿命。
"2. 卓越的充电硬件 (Charging Hardware)"
"高功率充电芯片:" 设计或采用能高效处理大电流、高电压的充电管理芯片。这需要先进的半导体制造工艺和强大的散热设计。
"高功率电芯 (如CVC - Custom Voltage Current):" 允许充电器在充电初期使用更高的电压和/或更高的电流,然后在后期根据需要调整,以优化充电速度和效率。CVC是比传统恒定电流 (CC) 或恒定电压 (CV) 更高级的技术。
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近日,一则关于小米 120W 快充的资讯刷爆全网,小米被爆正研发一款功率高达 120W 的快速充电器,20V 电压与 6A 电流。手机端最高支持到 100W(20V 电压与 5A 电流)。并支持 5V3A 15W、9V3A 27W 等其他充电规格。

记得那个诺基亚、motorola 手机的时候,哪有什么快充的概念?而如今,手机快充如雨后春笋般生长,从 10W QC、45W PD,到 65W SuperVOOC、100W Super Charge Turbo,不断刷新最高记录,争夺快充界的第一。而用户这边也逐渐加深了对手机快充的认识,加入了购机需求当中。
本篇内容,小编将带大家了解一下手机快充的发展史,以及如何打造一款超级无敌手机快充!
快充时代来了
高通 QC(Quick Charge)
大概 2013 年,高通注意到智能手机的续航成了不少用户最在意的事情,但电池密度研发进入瓶颈,短时间难以提升,于是便针对手机的充电速度下手,形成了最早商用的快速充电协议 —— 高通 QC(Quick Charge)。

1、高通 QC 1.0 时代简单粗暴,使用定制的充电器与充电线,使用 5V 2A(USB-IF 标准的 Micro-USB 线仅能通过 1.5A 电流),共 10W 的充电功率。
2、2014 年,高通 QC 2.0 发布,新增 9V、12V、20V 三档快充电压,但电流依然是 2A,理论最高充电速度可达到 40W。但受限于当时手机锂电池可接受的充电电压仅为 4.35V 左右,所以高通 QC 2.0 快充方案最终未得到大范围使用。
3、于是,2015 年高通发布 QC 3.0 协议,此次协议使用了高通新的电压管理算法和机制,结合充电过程中的实时电压、电流和电池温度,3.6V 起、每 200mV 进行动态调节电压的方式来实现最佳充电功率。此方案在 2015 年被手机品牌广泛使用。

4、2016 年,高通趁热打铁,将此方案升级到 QC 4.0。QC 4.0 以每 20mV 作为电压调节的幅度,并开始支持 USB-C 接口,宣布兼容 USB PD 协议。
5、七个月后,QC 4.0+ 推出,从 Dual Charge、智能热量平衡、高级安全功能三点出发进行升级。
USB PD(Power Delivery)与 PPS 规范
1、2012 年 7 月,USB-IF(USB 标准化组织)就制定了第一代的通用快充协议 —— USB PD 1.0。但受限于 USB Type-A 与 Type-B 接口的电流有限,此方案一直未受到手机厂商的重视。
2、2014 年,USB-IF 突然发布 PD 2.0 协议,以及 USB Type-C 1.0 接口标准,正面撞车高通 QC 2.0。USB Type-C 虽然支持最高 20V 5A 的电量传输,但厂家普遍还在使用 Micro-USB 接口,自然享受不到新接口所带来的便利。

3、2015 年底,USB-IF 推出 USB PD 3.0,但市场并未发生改变,依然流传着高通 QC、华为 Super Charge、Motorola Turbo Charge、联发科 PE 等多种快充协议。
4、2017 年,USB-IF 推出 PPS 规范(Programmable Power Supply 快速充电技术规范) ,不允许 USB 接口以 USB PD 以外的协议实现电压调整。所有第三方快充只有使用 PD 协议或者兼容 PD 协议两种选择。目前 PPS 已经宣布高通 QC3.0/4.2、联发科 PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为 SuperCharge 等标准。

除以上两个快充协议外,市场上还有联发科 PE、OPPO VOOC、魅族 Super mCharge、华为 FCP、SCP 等多种充电协议,需要充电设备(充电器与充电线)和产品端的配合(电池)的配合才能使用。如用户无法使用 OPPO VOOC 快充给魅族17 Pro 进行 65W 的快速充电。
如何打造超级快充
电池的充电速度无非与两个重要参数有关,电流和电压。如同高速公路上行驶的汽车一样,同排形式的汽车数量,即马路的宽度,和汽车的速度。
目前 USB 的最新标准为 Type-C,可支持最高 20V 5A,共 100W 的充电效率。但考虑到电池的接受能力,需要放置一颗电池管理芯片,实时监控电池容量、温度、电压等各种信息,来进行实时调整,并通知到充电器这一端,进行电压、电流的调节。

以上提到的所有快充都是通过这种方式,那为什么还会出现不同的快充功率问题呢?
因为各品牌之间的协议不同,厂家对电池接受能力的考量也不同。

加大电流,需要对充电器的线材与电池的接收能力进行优化或者硬件升级,这会提升硬件成本。而提升电压则会带来更高的热量与安全隐患,需要厂家去积极优化电池管理芯片,实时监控温度、电压、容量等信息。甚至一块电池接受不了太高的电压、太大的电流、太高的发热,有些品牌甚至直接物理优化电池,如 OPPO Find X 兰博基尼版的双 1700mAh 电芯、iQOO Neo 3 所搭载的电荷泵技术等等,这样带来的妥协却是电池密度下降。

而各品牌间对于快充的研发都是相互隔离的,没有合作没有交流,整个手机快充的大环境也没有效的监管,最终行业大环境的 USB PD 快充却没有多少品牌在推进,使得用户出门需要带专用的快速充电器现象越发加剧。目前行业中华为、小米、OPPO、vivo 等品牌都是采用私有快充标准并兼容 PD 18W 的快充方案,苹果、Google、Sony 等品牌选择采用 USB PD 18W 标准的快充方案。作为消费者的你,更认可怎样的快充方案呢?
(编辑:梦啊)

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