丸子~

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原创 【原创】带你了解手机快充

2021-4-27 19:19:54 显示全部楼层
本帖最后由 丸子~ 于 2021-4-27 19:21 编辑

什么是快充?
快充、快充。快充就是快速充电的简称。快速充电发展到今天已经是取得了很大的突破了。从最早的祖传五伏一安,到现在上百瓦的数十安的速度可谓有了一个质的飞跃。
快充的应用已经很广泛,最近几年的手机如果没有快速充电,都不好意思。当然各个手机厂商之间的协议也不一样。
由于快速充电的功率快速飞升,以往的计量单位以及不足以满足各个厂商间的互怼。那么就有一个新名词“卢”出现了。1卢=10W;
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苹果祖传的五伏一安只有0.5卢。而像小米某些机型已经到达了12卢。
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快充的原理?
各个厂商提出了自己的快充,总结下来无非这三种。1.低压高电流;2高压低电流;3.高压高电流;
1.低压高电流(I)
要提升功率,最简单的方法莫过于提升电流,将电流拉高即可快速充电,于是高通Quick Charge(QC)技术出现了,在检测USB的D+D-之后,允许输出最大5V 2A的电,高通Quick Charge(QC)-最高支持5V2A(10W=1卢),为最常见的快充方案,只是因为这方案太常见了,所以通常小于等于10W的方案已不会称为快充了。OPPO VOOC/OnePlus DASH-同样是提升电流,但OPPO/OnePlus做得更进阶,VOOC/DASH最高支持5V4A(20W),足足比高通的QC快了一倍,且因电压不高,所以发热量少,但是此方案需要特规充电器、特规充电线,手机也只有OPPO/OnePlus自家部分手机支持,在支持性上较弱。
华为Super Charge Protocol(SCP)-一样为提升电流,不过最低电压可达4.5V,支持5V4.5A/4.5V5A(22.5W)两种模式,相较于VOOC/DASH又快了一些。
但5V 2A哪够?现在的快充动不动就18W起跳。也许你说那就提升到3A呀?不行,电流提升后,对于充电线的要求也提升,充电线需要更粗,以传输如此大的电流,所以下一种快充方法出现了。
2.高电压低电流(V)
在电流有限的情况下,拉高电压实现快充成了第二个解决方案,于是这时高通Quick Charge 2.0(QC2)登场,借由将电源提升至9V 2A,实现了最高18W的充电功率,然而9V的电压不符合USB的规范,所以同样地借由D+D-来判断设备是否支持QC2快充。高通Quick Charge 2.0(QC2)-最高支持9V2A(18W),第二常见的方案,包含华为Fast Charge Protocol(FCP)/三星闪充都是由QC2.0延伸出来的,但是此方案因电压较高,易发热。
联发科Pump Express Plus(PE+)-支持5/7/9/12V 3/4.5A(最高15W),使用此方案的手机很少。
USB Power Delivery 1.0-支持多种方案,5/12/20V 1.5/2/3/5A(最高100W),针对多种设备设计,可为笔电充电。(需要新款的接头、安培数够大的线)
但是…高电压意味着更多的耗损,手机的锂电池一般为4V,为了充电,手机内有颗充电IC来控制充放电的过程,以及将5V的电压降到锂电池的运作电压(约为4),如果将充电电压提升至9V会造成能号损失更严重,以致手机发烫,所以此时新一代的快速充电技术又出现了。
3.高电压(V)高电流(I)——动态控制
既然单方面提升电压、电流有缺点,那就两个都提升吧!借由动态调整充电电压,使手机在充电时不会发生过热。比如小米的12卢快充,华为的SCP(4卢、6.6卢)等等。

快充的分类?
  • 常见的有华为的SCP(4.5V/5A,5V/4.5A,10V/4A,10V/2.25A,11V/6A)、FCP(9V/2A);华为 SC/FCP协议。SCP全称Super Charge Protocol,FCP全称Fast Charger Protocol,二者都是华为自家的私有协议。FCP协议诞生较早,采用的是类似QC 2.0和PE协议的“高压型小电流”方案,输出规格为9V 2A 18W。2016年后,华为推出了全新的SCP协议,采用的是类似OPPO的“低压大电流”方案,好处同样是在增大功率的同时,减少发热。SCP的规格为4.5V/5A或5V/4.5A,也就是22.5W,最早在Mate 9就已经搭载,最近的华为P40也是这一技术支持下的22.5W快充。后来在这一协议的基础上,华为又增加了电荷泵技术,将充电电压降到5V左右,同时将电流从4A提升到8A,也就实现了40W的超级快充。最新的P40 Pro以及P40 Pro+上支持的40W正是源于这一技术原理。此外,在华为Mate X上也出现过65W的超级快充,实际上也是和oppo的思路一样就是双电池充电,但是不同的是每块电池用的是电磁隔离的来达到实际60w充电速度。 170edc0936b96bc93058d40b6d10f2de.png
  • OPPO的VOOC闪充(12V/10A);早在14年的时候,OPPO就推出了VOOC 1.0,与主流快充采用高压方式不同,VOOC闪充采用的是低压高电流的方案。在当时,5V/2A 10W的充电器是市场主,5V/4.5A 22.5w的VOOC闪充绝对是另辟蹊径的做法。相比传统的高压快充,低压快充温控更好,效率更高,3000毫安时的Find7可以在30分钟内充电到75%,要知道当时还是2014年。此外由于电池系统、线材、充电头都被重新定制过的,所以一般充电器都不适配VOOC闪充。VOOC闪充也经历了多个版本,发展到今天的superVOOC。2019年9月份,OPPO又发布了全新的 superVOOC 2.0,这一最新的快充技术也被用在今年发布的OPPO Find X2 Pro、OPPO Ace2 等机型上。superVOOC 2.0 采用了双电池串联方案,以及全新的电荷泵技术,将双电芯的电压减半,兼顾效率和安全性,最终实现10V/6.5A,65W闪充。即使是亮屏状态下,也能保持闪充。 2be01fd0a9fd9ad0771333a1c4cc87a8.png


  • 高通的QC快充(9V/2A,4~12/3A);QC快充协议,全称Quick Charge,是高通公司发布的快充技术,到今天,已经经历了5代,来到了QC 4.0+。由于是手机芯片的龙头大哥,所以高通很早就在自家芯片商集成了快充协议,但是很多非高通处理器的手机也是可以支持QC快充协议,因为PD快充协议兼容QC协议。QC 2.0,开启了高电压充电时代,提供了5V、9V、12V、20V四组电压档位;QC 3.0时代,细化到以0.2V为一档调整;QC 4.0支持3.6-20V波动电压(接口要求必须为USB C);QC 4.0+在4.0的基础上兼容QC3.0和QC2.0。除了QC 4.0只兼容PD协议以外,QC 2.0、QC 3.0、QC 4.0+都是向下兼容低版本。

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  • 这么杂的快充有没有那一种快充能够全部都兼容呢。大一统出现了那就是PD4.0快充,几乎兼容了大部分。


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私有协议种类繁多,种类也很混杂,兼容性不可一论。OPPO 的 VOOC 闪充可以兼容一加的 WARP,realme 的 DART 闪充,它们之间的充电器可以通用。vivo 的 FlashCharge 速度也相当不错,不过兼容性不如 OPPO,只能用于自家的机器。
华为的快充协议分为 FCP(Fast Charge Protocol)和 SCP(Super Charge Protocol),前者在早期用的比较多,属于高压快充的流派。现在主要以 SCP 为主,目前最高支持到 40W,也是只支持自家的机器。
小米的快充比较特殊,它采用魔改 PD 协议的方式,而且在数据线 A 口内加入了一颗 CC 触点,使得它支持 PD 快充,需要专门的充电线和充电头。所以,小米快充也只能给自家使用。

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以上只是常见的私有协议,因为私有协议相互不兼容,使得消费者在购买充电设备时还得多留个心眼,为了防止这种割据的情况,市场需要一个通用的快充标准,这便是「公共协议」的由来。目前市面上多数带有私有协议的厂家,也会同时兼容部分公共协议,让不同品牌的充电器之间也能启动快充。
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快充协议众多,无法全部总结,请见谅

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nufuvcgx

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nufuvcgx 2021-4-28 10:34:13 显示全部楼层
GNA快充又哪里不一样呢

点评

GAN并不是一种快充,是一种电子元件,GAN使用了这种电子元件可以获得更高的能量比,可以把充电器体积做的更小。欢愉氮化镓(GAN)以前的帖子提到过,可以看一下 https://mbb.eet-china.com/forum/topic/84969_1_1.ht  详情 回复 发表于 2021-4-28 11:35

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丸子~ 2021-4-28 11:35:19 显示全部楼层
nufuvcgx 发表于 2021-4-28 10:34
GNA快充又哪里不一样呢

GAN并不是一种快充,是一种电子元件,GAN使用了这种电子元件可以获得更高的能量比,可以把充电器体积做的更小。欢愉氮化镓(GAN)以前的帖子提到过,可以看一下
https://mbb.eet-china.com/forum/topic/84969_1_1.html

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自做自受 2021-5-21 16:20:13 显示全部楼层
说到快充,始终纳闷儿,日常消费来看,为何要快充?
常言道,欲速则不达。也就是图个快是有代价的。为了满足图块的意识,经济上有利可图,往往只挑好的说,不利的或潜在要付出的代价都不说, 比如快充的可靠性和寿命质量指标如何界定?
百度搜索“手机快充可靠吗”,问题不少。

pch5761_505134751

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