手机快速充电终极指南

手机快速充电终极指南

介绍

手机技术发展日新月异,但手机的电池续航时间却不足以满足用户的日常使用,这是制约​​手机应用的瓶颈。大电池虽然可以提升续航,但其大容量也意味着体积的增大。你很难想象手机会回到砖头手机的时代。不过,随着快充技术的蓬勃发展,似乎整个行业都看到了希望,众多手机快充方案应运而生。

快速充电的理论基础

快充的诞生是为了满足市场的需求,同时也有着科学的理论依据。电池能量W=P(功率)×T(时间)。因此可以看出,在电池能量也就是电池容量一定的情况下,提高功率可以减少充电时间。功率越大,充电时间越短。此外,P(功率)=U(电压)×I(电流),由此也很容易推导出,提高功率的方法有三种:提高电压、提高电流、同时提高电压和电流。

快速充电的类型

目前手机快充技术毫无疑问都是通过增加充电功率、缩短充电时间来达到快速充电的目的,但是增加功率所采用的方法一般都是提高电压或者增加电流,因此现有的快充技术主要分为低压大电流快充、高压快充两大类。

低压大电流快速充电

OPPO VOOC技术是低压大电流快充的典型代表,由于该技术的充电电流较大(4A-4.5A),对线损R的要求很高,否则I的损失IR会比较大。因此,VOOC充电头和USB数据线是专用的,两者都需要才能实现快充。整个充电系统的硬件成本很高,而且无法使用其他充电头和USB数据线,兼容性总体较差。当然,“充电5分钟,通话2小时”的口号仍然深入人心。

高压快充

高压快充的代表是高通Quick Charge 3.0技术和联发科Pump Express Plus技术。其实高压快充的原理都差不多,主要区别在于充电头集成了快充协议IC。区别在于各个快充的握手协议不同。集成快充协议的充电头和手机快充设备握手成功后,会输出各自的快充高压。无法识别快充的手机设备会输出5V,转为5V标准充电。

目前各家的高压快充技术都兼容5V普通充电,可以为不支持快充的手机充电。另外,高压快充流过数据线的电流不大,可以使用常规的USB数据线。这样一来,高压快充的兼容性更强,成本上也会比低压大电流充电的硬件成本更便宜,因此被小米、努比亚等更多手机厂商采用。

快速充电的瓶颈

目前,快充技术仍然受限于锂电池的物理特性。快充技术可以增加流入电池的电流,但目前电池的充电速率仅为1-1.5C左右。电流过大,电池无法承受,因此快充技术功率的提升也处于有限范围内。此外,快充技术仅在电池的CC(恒流充电)阶段对充电时间有显著的改善,对于电池充电的CV(恒压充电)阶段的时间消耗,目前尚无好的方法解决。

出门只带一部手机,已经成为大多数人的现状。电池作为手机的心脏,最怕找不到地方“补电”。不过,日益发达的手机“快充”技术,让“充电5分钟,通话2小时”逐渐成为现实。

那么,在使用手机快充时,充电头和充电线哪个更有效?快充会不会爆炸?会不会对电池造成影响?继续阅读!

什么是快速充电?

我们都学过物理计算公式:功率(P)=电压(U)x电流(I)

当电池电量一定时,电量代表充电速度。相比普通充电,快速充电通过以下三种方式缩短充电时间,实现快速充电。

电压不变,电流增加

电流不变,电压增加

电压和电流均增加

当然,一部手机想要实现快充,不仅需要技术上的提升,还需要手机本身支持快充,并使用相应的快充充电器(包括充电头和充电线)。

快充充电器和充电线哪个更重要?

充电功率是衡量快充技术的一个关键指标,而这个指标取决于充电头。

很多国产旗舰手机的充电功率都在40W左右(普通充电器只能充电5-10W)。其中OPPO有50W快充,Vivo有44W快充,华为则有40W、55W快充技术。大功率快充技术需要搭配相应功率的充电头。

但别忘了充电线也同样重要:

相比普通充电线,支持快充的数据线有些特殊。从iPhone 8系列开始,所有手机都支持快充,但需要购买专用的充电器。安卓手机的普通充电线只有3根工作线(其中2根电源线,1根地线)。而安卓快充线则基本有5根工作线,2根电源线,2根数据线,1根地线(如下图)。

相比普通充电线多出来的两条数据线非常重要,它们负责充电头与手机电源管理芯片之间的通信。

举个例子

某款手机支持40W快充,在其充电头上,电源输出支持5V/2A、9V/2A、10V/4A三种规格。那么充电过程中,充电线里的两根数据线就会进行通信,选择最合适的功率给手机充电。

快充技术并非简单的充电头和充电线的搭配,还需要与手机的电源管理芯片匹配。相比普通充电线,快充对充电头和充电线的要求都更高,两者相辅相成。

快速充电安全吗?

目前苹果原装充电器还是5V/1A,不支持快充。部分安卓手机标配快充,达到18W(9V/2A),少数旗舰高端手机可以达到40~50W。

手机要实现快充,需要一整套定制化的电路、电芯、接口、数据线以及配套的快充适配器,同时还需要一套智能的电源管理系统,让手机能够根据不同的充电情况,提供安全、智能的充电保护。

简单来说,如果手机需要快充,那么无论是手机本身还是快充充电器都会增加相应的安全保护,也会设置不同的保护措施来确保安全,可以放心使用。

快充对手机电池有伤害吗?

原则上来说,电池损坏基本来自于两个方面:

当电池充电或放电时

电池的正极和负极会随着离子的释放和吸收而收缩和膨胀,快速充电会破坏电池上的化学物质,导致电池寿命缩短。

电池快速充电

由于电流较大,会加剧电流的热效应,使电池产生高温,造成容量突然下降,甚至造成电芯永久性损坏。

所以,快充技术对电池寿命是有影响的。在目前快充技术的各种保障下,充电对电池的损伤还是安全合理的。而且按照国家标准,电池经过80次充放电循环后,容量保持在500%以上就算合格。

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