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手机快充有猫腻吗?看完这篇你就懂了

中国手机网【编译】作者:小一责任编辑:小一2019-03-26 09:30
  【中国手机网移动电源可能是21世纪最实用的发明之一,但是却又是最让人“心累”的发明,要怪也只能怪电池不争气。“就是喜欢你看不惯我,又干不掉我的样子”便笔者内心对移动电源深深的无奈。或许这个时候你该怀念功能机时代500mAh的电池5天一充的美妙时刻了。
 
  随着网络的发展,大屏手机的普及,手机电池容量虽然来到了2000mAh,但电池容量的增加远不及电量的消耗速度,随身携带充电宝成为了习惯。但为了摆脱“移动砖头”的束缚,给大众减负,快充技术貌似成了摆脱移动电源的折中方案。
 
  手机充电的四个环节
 
  手机充电需要经过充电适配器和手机端两次电压或者电流的变化,通过充电线的传输和手机IC的控制,从而达到给电池充电的目的,手机的充电速度与这四者密不可分。
 
  电源适配器的任务就是将220V的普通居民用电电压转换为手机能够承受的电压,手机能承受多大的电压与手机厂商的快充协议有关。以高通的QC 2.0快充为例,在充电适配器内将电压降为12V/9V/5V的低压,再进行输出。
 
  充电线缆也就是平常所说的数据线,主要负责将电压/电流从充电适配器端传输到手机端,在传输的过程中会产生能量的损耗。所以实际的有效充电功率会比标称的充电功率低。
 
  快充芯片也就是所谓的手机IC,将充电适配器传输过来的电压转换成手机电池可承受的电压,然后给电池充电。
 
  电池的主要参数包括电池容量mAh,与手机的续航息息相关,长续航是大家梦寐以求的。除了容量外,还有充电截止电压,可接受的最大充电电流,一般以nC表示。例如一个容量为4000mAh的电池,标定为1C指的便是以容量的1倍率电流来充电,充电时间为1小时;如果为0.5C充电,则充电电流为0.5*4000=2000mA,充电时间为2小时。
 
  一般手机充电分为三个阶段。
 
  涓流充电,当电池的电压较低时,电池内的锂离子活动性差,内阻较大,此时只能接受较小的充电电流,过大则造成电池老化快,还损害电池寿命。好比水盆刚开始接水时,水流要小以防溅出。
 
  恒流充电,当电池电压高于2V以上,电池的锂离子活动性被充分激活,内阻也较小,此时进入前面所说的电池可接受电流进行快充,占到容量的70%到80%以上。
 
  恒压阶段,电池电压接近截止电压的时候,快充芯片能够自动减小充电电流,降低充电速度,控制“水花”不要超出范围,直至把电池完全充满,所以手机最后充电速度较慢。
 
  所以手机充电从0到100%电量,有效充电功率并不是始终以标定的功率进行充电,会相应的变小。
 
  快充技术的两种方案
 
  了解完手机充电的四个环节和三个阶段后,快充技术便从这些方面上开始突破。这里引入有关电学的经典物理公式:
 
  W=Pt 其中,P:功率(W) t:时间
 
  P=UI=IR=U/R 其中,P:功率(w) U:电压(V) I:电流(A) R:电阻(Ω)
 
  Q=IRt 其中,I:电流(A) R:电阻(Ω) t:时间(h)
 
  以上公式可以很清楚的知道,要想缩短充电时间,需要提高充电功率,而提高充电功率的方法有三种。电流不变的同时提高电压,电压不变的同时提高电流,同时提高电压和电流,这三种方案不可避免的是都会产生能量的损耗。而目前主要采用两种方法提高充电效率。
 
  高电压、小电流
 
  高通的快充方案便是高压低电流的典型代表,以QC2.0快充标准为例,在充电适配器内将电压降为12V/9V/5V的低压,输出到手机端,手机内降压电路将高电压转换成4.4V以下的低电压,在电池可接受的最大电流内即可。
 
  目前高通的快充已经发展到QC4.0,从最初的QC 1.0仅仅支持最高5V/2A的充电功率,到QC 2.0可以兼容5V/9V/12V/20V四档充电电压,而Quick Charge 3.0则是支持3.6V到20V的工作电压动态调节,Quick Charge 4.0更是提供最高28W的充电功率。例如像努比亚、三星、锤子等手机都在采用高通的快充协议。
 
  不过此种方案无法做到亮屏也保持快充。在充电本身发热较大的情况下,为了手机安全考虑,手机亮屏时一般都会变成慢充。
 
  大电流、低电压
 
  而为了继续提高充电的速度,有些厂商对电流开始动刀了。OPPO敢为人先,率先推出了VOOC闪充技术,提高充电电流,对电源适配器、充电线缆、接口、快充芯片进行全方位改造。植入一颗智能芯片,实现了开电压环、分段恒流技术。
 
  这样做的好处是绕过了手机内的降压IC,不用降压两次,减少了损耗,同时还减少了手机端的发热,还能实现亮屏快充。这个革命性的VOOC技术也成就了经典的广告词,“充电五分钟,通话两小时”。
 
  快充技术的发展
 
  不管是采用高电压还是大电流这两种方案,手机的充电功率都无法达到40W,而现有的手机充电功率可达到44W。这其中的奥妙便是电荷泵。
 
  电荷泵是一种直流-直流转换器,利用电容器为储能元件,用来进行电压转换。这项技术提高了电压和电流。相比于传统IC90%的效率,采用电荷泵技术的快充效率能达到98%,这便成就了肉眼可见的充电速度。
 
  不管快充技术如何发展,笔者想说的是摆脱移动电源,不再担心手机的续航问题,快充才能真正的使我快乐。
 
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