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快充技術(shù)進(jìn)一步提升 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定成為焦點(diǎn)

2020-07-16 16:10:48    來源:新華網(wǎng)

手機(jī)快充,從18W到125W,僅僅用時(shí)兩年,為了不在充電上耗費(fèi)更多等待時(shí)間,中國(guó)手機(jī)廠商的“激進(jìn)”顯得與通信時(shí)代發(fā)展極其同步。

時(shí)間回到2019年2月,小米科技創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)雷軍在微博拋出了100W快充的概念,這在手機(jī)充電功率50W的時(shí)代無異于重磅炸彈,但是受困于專用適配器及電池?fù)p耗、發(fā)熱等問題,100W快充商用被暫時(shí)擱置,但是快充技術(shù)的研發(fā)并沒有停止,發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人們的預(yù)估。7月13日,iQOO發(fā)布FlashCharge 120W超快閃充技術(shù)。兩天后,OPPO superVOOC 125W超級(jí)閃充技術(shù),而小米100W快充電源適配器也已經(jīng)獲得了3C認(rèn)證,預(yù)計(jì)100W快充技術(shù)也將于8月推出,國(guó)內(nèi)頭部廠商對(duì)于快速充電技術(shù)的提速就這么來了。在三星、蘋果等廠商依舊沿用25W、18W充電技術(shù)的時(shí)代,陸續(xù)推出超過100W快速充電的中國(guó)手機(jī)企業(yè),讓大眾看到了國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)在垂直領(lǐng)域的研發(fā)能力,快充技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,將進(jìn)一步推動(dòng)手機(jī)行業(yè)發(fā)展。

突破——快充的由來

為什么充電技術(shù)可以達(dá)到100W以上呢?這就要從快充技術(shù)的由來說起。2013年,芯片供應(yīng)商高通率先提出了“快充”的概念,Quick Charge 1.0就此誕生。從充電公式【P(功率)=U(電壓)× I(電流)】上看,Quick Charge 1.0是通過提高輸入電流來提升充電效率,支持5V/2A即最大10W的充電功率,突破了USB-IF關(guān)于USB Battery Charge 1.2協(xié)議1.5A的電流上限。

到了2014年,受困于彼時(shí)MicroUSB 2.0電流最高2A的背景,高通推翻了Quick Charge 1.0的策略,改為采用了高壓快充方案,通過提高電壓的方法,提升充電速度,推出了Quick Charge 2.0。此時(shí),OPPO也創(chuàng)新性推出了VOOC閃充解決方案,通過改變MicroUSB數(shù)據(jù)線中的觸電、內(nèi)部線,從頭改造電路,制造專屬OPPO的特制數(shù)據(jù)線,達(dá)到快速充電的效果。雖然充電速度加快,但是還是出現(xiàn)了制造成本高、電池續(xù)航下降的不足。好在初代VOOC憑借著5V/5A的25W超大功率,讓OPPO手機(jī)在充電速度上一騎絕塵,使得其余手機(jī)都難以望其項(xiàng)背,最經(jīng)典的廣告詞“充電五分鐘,通話兩小時(shí)”也是由此而來。

以高通QC2.0為首的高壓快充和以O(shè)PPO VOOC為首的低壓大電流快充兩種方案大幅度提升了充電速度,但當(dāng)時(shí)受限于micro USB接口問題,沒有得到迅速推廣??斐鋾r(shí)代真正來臨始于Type-C數(shù)據(jù)線的面世,憑借支持正反插拔兼容、兼容USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)、支持最快10Gbit/s傳輸和USB Power Delivery充電協(xié)議,最大支持5A電流、100W功率等優(yōu)勢(shì),加快了快充技術(shù)發(fā)展,包括聯(lián)發(fā)科Pump Express(PE)、魅族mCharge和Pump Express Plus(PEP)、華為早期Fast Charge Protocol(fsp)等快充技術(shù)都是這個(gè)時(shí)期出現(xiàn)的高壓快充方案;而低壓大電流受困于成本高的原因,并沒有高壓快充方案受追捧。

到了2016年,伴隨著安卓手機(jī)開始全面采用Type-C接口,各手機(jī)廠商紛紛開始啟用低壓大電流快充方案,華為兼容PD和高通QC協(xié)議的SuperCharge(SCP)、聯(lián)發(fā)科Pump Express 3.0、魅族Super mCharge和mCharge4.0等快充方案由此產(chǎn)生。而高通也發(fā)現(xiàn)了低壓方案的優(yōu)勢(shì),在QC4.0快充協(xié)議上加入了低壓大電流,即同時(shí)支持高壓快充方案和低壓大電流方案。

創(chuàng)新——快充技術(shù)進(jìn)一步提升

從技術(shù)角度看,無論是OPPO超級(jí)閃充技術(shù),還是iQOO超快閃充技術(shù)都運(yùn)用了電荷泵方案,125W超閃技術(shù)采用轉(zhuǎn)換效率98%的并聯(lián)三電荷泵方案,其原理是充電器輸出的20V 6.25A功率經(jīng)過三個(gè)并聯(lián)的電荷泵降壓轉(zhuǎn)換成10V 12.5A進(jìn)入電池,每個(gè)電荷泵只需要轉(zhuǎn)換20V 2.1A大約42W左右的功率,有效地避免了大電流造成的電荷泵過載、過熱的情況;iQOO 120W FlashCharge超快閃充技術(shù)則是利用轉(zhuǎn)換效率97%的“雙電芯串聯(lián)”的電池方案,通過20V 6A充電器進(jìn)入手機(jī)后分為雙路20V 3A再各自使用一顆電荷泵分壓輸出10V 6A,最后合并成10V 12A對(duì)兩串電芯進(jìn)行高壓直充。

電荷泵快充技術(shù)簡(jiǎn)單講就是通過獨(dú)特的“半壓方案”,將高電壓低電流信號(hào)轉(zhuǎn)為低電壓高電流信號(hào),來輸送給電池,從而實(shí)現(xiàn)高壓直充的快速充電。效率越高,充電器溫度可以控制得越低,充電器溫度決定了快充在大功率下的運(yùn)行時(shí)間。事實(shí)上,電荷泵在快充技術(shù)上并不罕見,市面上很多快充都采用了這個(gè)技術(shù)。

iQOO 120W FlashCharge超快閃充技術(shù)首發(fā)了6C電芯,可以將20V 6A轉(zhuǎn)化為5V 12A電流;而OPPO 125W超閃技術(shù)輸入電流從上一代SuperVOOC 6.5A增加到了12.5A,電池規(guī)格需要將電芯升級(jí)到充放倍率更高的雙6C電芯,電池工藝由極耳中置(MMT)升級(jí)為多極耳(MTW)工藝,由于電芯的每一層都有正負(fù)極,電荷的運(yùn)動(dòng)路徑成倍的縮短,電芯阻抗進(jìn)一步降低,有效降低電池充電時(shí)的發(fā)熱,

除此以外,OPPO在原有4顆溫度傳感器的基礎(chǔ)上(手機(jī)三顆,充電器一顆),手機(jī)端新增10顆溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電情況,提供遠(yuǎn)超以往的溫度監(jiān)測(cè)力度,即使是邊玩游戲邊充電,也可以實(shí)時(shí)快速調(diào)節(jié)充電功率,將充電時(shí)機(jī)身最高溫度控制在40℃以內(nèi),減少發(fā)熱,避免充電異常;而iQOO充電器內(nèi)部帶有兩顆溫度傳感器,可以通過數(shù)據(jù)線將充電器溫度信息傳輸?shù)绞謾C(jī)上,通過溫度控制充電功率,確保手機(jī)使用過程安全低溫。

兼容——快充行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指日可待

無論是剛剛發(fā)布新快充技術(shù)的OPPO和iQOO,還是即將陸續(xù)推出大功率快充的手機(jī)企業(yè),充電速度越來越快已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢(shì),人們對(duì)于充電中安全問題也會(huì)更加關(guān)注。雖然采用的都是type-c充電線,但是因?yàn)槊考覐S商充電頭、充電線、支持的充電協(xié)議不同,倘若不能三者同時(shí)匹配,即使購(gòu)買了快充和正確的USB數(shù)據(jù)線,也只能當(dāng)普通充電器使用。何時(shí)能打通快充,一個(gè)充電頭或者一套快充方案能夠適應(yīng)不同的品牌成為人們最關(guān)心的問題。

作為低壓大電流手機(jī)快速充電技術(shù)的締造者,OPPO也一直在努力推動(dòng)兼容協(xié)議的進(jìn)程、積極參與到快充行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定上。OPPO閃充首席科學(xué)家張加亮在采訪中表示,“隨著功率逐步加大,快充基本門檻會(huì)越來越高,但兼容是未來的大趨勢(shì),統(tǒng)一的快充行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)讓消費(fèi)者更方便,還有助于節(jié)能減排,這是OPPO的訴求,相信兼容指日可待。”

為了避免安全問題,OPPO推出了128位獨(dú)家加密算法,充分降低安全隱患,只有識(shí)別到E-marker線纜加密信息,充電電流才能達(dá)到6.25A,有效降低了因?yàn)椴煌潆妳f(xié)議、充電頭和充電線出現(xiàn)的安全問題。

5G為萬物互融多場(chǎng)景帶來了更豐富的場(chǎng)景使用,而這也大大提升了能耗的輸出需求,對(duì)手機(jī)的續(xù)航及充電提出了新的要求,快速充電變快將成為手機(jī)行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì),曾幾何時(shí)一晚才能充滿手機(jī)的時(shí)代已然過去,洗漱十分鐘完成充電將成為現(xiàn)實(shí)。5G時(shí)代,手機(jī)廠商將同時(shí)面臨更多的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn),為避免同質(zhì)化現(xiàn)象,創(chuàng)新將成為各家的重點(diǎn)發(fā)力方向。

關(guān)鍵詞: 快充技術(shù) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定

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