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1 # 穿插游擊隊
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2 # 昀熹手記
很多人不太理解快充是怎麼實現的,那麼今天我來給大家普及一下這方面的小知識吧。
首先,我們大家都知道,充電器有定量的電流和電壓的輸出,而最早的充電器,很多都是5V的電壓進行充電,而5V電壓在直流電中,又應用的比較廣泛,所以大家只關注到了,很多的裝置可以給手機充電。如電腦的USB口可以給手機充電。各種5V的充電器都可以給手機充電。
但是,大家注意到沒有,你所用的裝置不同,充電的速度也是不一樣的,比如你用電腦的USB口充電,一般情況下是沒有原裝充電器介面速度快的。這是為什麼呢。
我們知道,能量守恆定律,當電壓相同的時候,想要加快速度充電,就只能從電流上下功夫。而傳統的手機充電器,一般配有1A,或者2A的充電電流,而電腦的USB介面,只有500mA的電流,所以,如果用電腦給手機充電,速度起碼要慢一倍有餘。
電流小了,充電速度自然就慢了,而手機充電協議有分為很多種,如:高通的QC快充,OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充等多種協議。
那麼這些充電協議有什麼特點呢,我們那高通的QC快充協議來說:
充電速度實際上也就是充電功率,他是根據充電器的電壓,和電流有關係。而我們前面說過,很多的充電器的充電電壓是5V,那麼1A的情況下,就是5W充電,這是定義為QC1.0的充電協議。而5V / 2A的情況下,就是QC2.0的充電協議了。
現在很多說的QC3.0快充協議,已經有了不同的變化,把電壓升高到9V,用2A的電流去充電,就成了18W的快充。
而QC4.0的快充協議,則是9V/3A的27W快充標準。
可以看出,快充,是提高了充電的電壓的情況下,還提升了電流的強度,而作為充電的電池,這樣高壓高電流的情況下,手機電池是會容易發熱的。
而還有一種方案,就是OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充,他們採用的是低電壓,大電流的充電方案,對比5V/4A,大約20W的充電功率,這樣的低電壓充電效果,在實際充電環境下,整個充電過程中,電池的發熱要比高通的高電壓充電方案,電池溫度低了很多;
而電池溫度一直都是一個安全性的話題,鋰電池在高熱的環境下是有爆炸的危險的,所以相比之下,這種低電壓高電流的充電方案,對手機的安全性來說,是會更安全的。
總結來說,不論哪一種快充方案,基本就是大電壓,或者大電流,或者兩者都提升,從而增加充電的功率,來進行充電的一種方案。 -
3 # 許科雲
手機快充的原理是什麼?
所有人都看見過打吊針,嫌慢了將皮管上的卡子放鬆點兒或者同時將藥瓶提高,這樣一來皮管的流量和流速就增大了。這在心血管正常的年青人來說還沒有什麼感覺,那對小兒和有心血管病的老人就不行了,流速過大會增加心臟負擔,我見過肺水腫病人就是打吊針造成了死亡,水流量過大,心肺功能超負載,肺泡的氣被水佔了,因為病家不懂,以為這是該死的不治之症。
題主問快充的原理是什麼?以上便是快充的原理。一旦穩壓電路因快充發熱變性造成反通漏電,那就等著電池跑電和鼓包。
再說48V12A的電動車充電器其充電電流只有1.7A,(四組電池串聯)。
再看這上千毫安時的一塊小鋰電5v1A~2A電流充電還嫌慢,要提高到9v,有的把電流提到4~5A。
手機電池充電時得到的電量與充電器輸出的電壓和電流是相關的,世界通用的手機鋰電都是3.7v的,電池本身得到的電壓不能超過4v,對於那些標稱9v的充電器,它在輸出電流上做了控制,只是提高了電壓增加了電流強度。那些標稱輸出4~5A的充電器它必須降低電壓,因為電池得到的電量是電壓決定的。相對來說,低壓大電流充電安全些,因為電流靠電壓趨使。
我曾用20釐米直徑的大變壓器為12V電瓶充電,輸出14v不到10分鐘,外殼燙得不能摸手,裡面沸騰,趕緊改用12v充,馬上漸冷同樣有氣泡,幾小時充滿為13V,這又證明電流強度決定了電壓的高低。
不管是怎樣改變充電器的電壓和電流,它的原則要控制好電池的最大耐壓和電流的最大耐受強度,特別是電壓,那種標稱9V的電壓,實則讓電池得到也不能超過4.2v,別看它電壓高,它的電流可偏小,只是利用高電壓來增加電流的流速(電流強度),實則它在有了負載後立即降壓的,(因為我有這方面的實驗經驗)否則會發燙鼓包的,理論上低電壓大電流是安全些的。因為電池的充電電流是隨著電池的電量不斷變化的。
不管怎麼改變,電池上的穩壓電路接受的的電壓一定要限制在5V以內,因為我把鋰電併成電池組,就是直接用5V充的,測量從開始到充電結束,電壓是隨電量增加而不斷回升到5v的。這就是穩壓電路的功勞,沒有穩壓電路,只能恆定準4V充電,多0.1v這不行,這就是5V1A充電器的優點(充電電壓隨電池的電量變化的)這也是我反覆實驗的結果。
我主張平時晚上在家還是堅持慢充,如果在極待外出時來個快充也可以。
為什麼不主張手機低電量充電,因為飢渴的電池需要滿負荷充電,大電流電解會發生最高熱量的,因為高熱是鋰電的剋星,所以不怕80%電量向上勤充電,還是這句老話:100%邊充邊用手機不燙,又省電池。
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4 # 手機教授
3月25日,小米聯合創始人林斌在微博上公佈了一段影片,影片顯示,一部4000mAh的小米手機,僅需17分鐘便可完全充滿!而這項新技術的功率高達100W!遠遠超過目前主流手機所使用的功率。
年紀稍大的機友看到這不知作何感想,回想功能機時代,那時候的手機電池一般只有500mAh,充電器也只有5V0.5A,和今天對比,簡直不值一提。
那麼手機快充是如何實現的?為什麼在長期停滯不前之後又突然迎來躍升呢?在此之前,我們先來談談手機是如何充電的。
眾所周知,手機充電依賴4個環節:充電器、資料線、電池以及電源管理晶片(IC),電流電壓需要經過充電器和手機端的把控,再透過資料線的傳輸和電源管理晶片的控制,才能給手機充電。這4個環節決定著手機充電的安全和速度。
❶ 充電器也叫電源介面卡,它的作用是把220V的居民用電電壓轉換為手機能夠承受的電壓,比如支援高通QC2.0協議的充電器,能將電壓降到12V/9V/5V再傳給手機。
❷ 資料線承擔著運輸電流電壓的作用,過程中會損耗一些能量,所以資料線也影響著手機的充電效率。
❸ 電池相當於儲水池,把資料線運輸過來的電量儲存起來,再供給手機去執行功能。
現在手機電池一般都是鋰電池,它具有能量密度高、使用壽命長的優點,同時也大大減少了手機、筆記本等行動式電子裝置的重量和體積。不過鋰電池也有毛病,它的充放電電壓最好在2.4V~4.2V之間,否則就有可能燃燒爆炸!這就是為什麼坐飛機安檢時,電池容量大的電子裝置不給帶的原因。
❹ 電源管理晶片,顧名思義是用來管理從充電器傳輸過來的電流電壓,相當於政府機構,保證充電過程的穩定和調控,它的出現也降低了鋰電池“發脾氣”的風險。
比如手機電量快充滿時,電源管理晶片就會開始發揮作用,自動減少充電電流、降低充電速度,保護電池壽命,這就是為什麼手機充電至80%以上時速度會變慢的原因。
以上就是充電的過程,接下來再說說快充。
前面說過,功能機時代,手機功能少,耗費的電量也少,即便一週充一次也能用。但智慧手機的橫空出世改變了這一切,大螢幕、多功能,高耗能模式讓電量一下子緊張起來。但手機電池容量一共就這麼多,怎麼辦呢?只有往提高充電速度去想辦法了。
學過初中物理知識的機友都知道,想要提高功率,就得提高電流或者電壓。廠商們也是這麼做的。如今快充方案有三種:高電壓低電流、大電流低電壓、高電壓大電流。具體如何提高呢?這就離不開手機充電的4個環節了。
再來解釋這三大快充方案是如何實現的。
高電壓低電流的原理是充電器先把220V的市電轉換成12V/9V/5V這些低壓,透過資料線傳給手機,然後電源管理晶片再把電壓進一步轉化成4.4V以下的低電壓大電流,這樣手機電池才可以承受。
不過在早期,由於資料線只能承受2A以下的電流,傳輸過程也容易發熱,導致損耗非常大,實際功率並不高。直到後來資料線質量提升,有些資料線也能承受5A電流,這一局面才改善了。
除了資料線,電源管理晶片在轉化電壓時也會產生損耗,轉化率只有90%,而且亮屏時發熱也會產生損耗,所以為了安全和充電速度,採用這一快充方案的手機,一般亮屏時會變成慢充。
目前採用高壓快充方案的,有聯發科PEP、三星AFC、華為FCP、高通QC。
另一種快充方案是大電流低電壓,原理就是直接把電充給電池而不經過降壓IC,只經過充電器的一次降壓,這樣損耗減少了還能降低發熱,實現了功率的提升,也能實現亮屏快充。
不過這種方案需要特定的資料線和充電器、甚至充電口來實現相容。比如OPPO就對充電器、介面、資料線等進行了全方位的改造,才實現了22.5V的快充。
採用這一方案的,有OPPO的VOOC閃充、一加的DASH、華為的SCP和榮耀的MagicPower等。
但這兩種快充方案都具有侷限性,想要實現更大功率的提升,難上加上。直到2017年,魅族創造性地將電荷泵技術加入到快充,實現了55W的快充!
電荷泵是一種直流-直流轉換器,利用電容器為儲能元件,用來進行電壓轉換,直接提高了電壓和電流,它的出現徹底改變了手機的充電速度。相比傳統IC只有90%的轉化率,電荷泵能帶來98%的轉化!而且還能降低發熱。
在此之後,手機廠商紛紛跟進這項技術。華為Mate 20 Pro 的40W快充、iQOO的44W快充等,都採用了該技術。而OPPO Find X更是將這項技術改造了一下,採用雙電芯串聯結構,充電時兩塊電池一起充,電壓就能降一半,然後利用電荷泵技術再降低一半,從而將充電功率提升到50W。
不過遺憾的是,在電荷泵技術風靡行業的同時,它的創造者魅族卻沒能及時量產,導致對手捷足先登……
至此,手機快充迎來了光速般的提升,我們再也不用擔心手機充電需要等待漫長的時間了。看到這裡,不知道各位機友有什麼感想呢?
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5 # iWALK愛沃可
手機快充通俗的來說,就是加大手機充電的速度。
現在的智慧手機效能強勁,耗電也快。但是電池技術還是前幾年的老樣子,因此許多廠商就開始想辦法增加手機的充電速度,間接延長手機續航時間。在這樣的背景下手機快充應運而生。快充也有不同的方案,比如高壓低電流、低壓高電流,大電流高壓等。
不過,真正要實現快充其實並不簡單。
能量守恆定律,當電壓相同的時候,想要加快速度充電,就只能從電流上下功夫;反過來,就需要增加電壓。不同的充電方案變成了不同的充電協議,目前市場上快充充電協議還是比較多種多樣的。
透過公式我們可以瞭解到,功率(P)=電壓(U)x電流(I),在電池電量一定的情況,功率標誌著充電速度,可以透過下列三種方式來縮短充電時間:
1、電流不變,提升電壓
2、電壓不變,提高電流
3、電壓電流兩者都提高
1、高電壓恆定電流模式:一般手機的充電過程是,先將220V電壓降至5V充電器電壓,5V充電器電壓再降到4.2V電池電壓。整個充電過程中,如果增大電壓,產生熱能,所以充電時,充電器會發熱,手機也會發熱。而且這樣功耗越大,對電池損害也是越大的。
2、低電壓高電流模式:在電壓一定的情況下,增加電流,可以使用並聯電路的方式進行分流,恆定電壓下,進行並聯分流之後每個電路所分擔的壓力越小,在手機中也進行同樣處理的話,這個每條電路所承受的壓力也就越小。
3、高電壓高電流模式:這種方式同時增大電流與電壓,這樣由之前的公式P=UI,我們可以知道的是,這種方式是增大功率最好的辦法,但增大電壓的同時會產生更多的熱能,這樣其中所消耗的能量也是越多,並且電壓與電流不是無限制的隨意增大。
手機充電協議有分為很多種,如:高通的QC快充,OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充等多種協議。
高通的QC快充
充電器的充電電壓是5V,那麼1A的情況下,就是5W充電,這是定義為QC1.0的充電協議。而5V / 2A的情況下,就是QC2.0的充電協議了。
現在很多說的QC3.0快充協議,已經有了不同的變化,把電壓升高到9V,用2A的電流去充電,就成了18W的快充。
而QC4.0的快充協議,則是9V/3A的27W快充標準。
OPPO VOOC閃充
OPPO VOOC閃充,華為SuperCharge快充,他們採用的是低電壓,大電流的充電方案,比如採用的是5V/4A,那麼大約就是20W的充電功率,這樣的低電壓充電效果,在實際充電環境下,整個充電過程中,電池的發熱要比高通的高電壓充電方案電池溫度低很多;
大功率快充
電荷泵是一種直流-直流轉換器,利用電容器為儲能元件,用來進行電壓轉換,直接提高了電壓和電流,它的出現徹底改變了手機的充電速度。相比傳統IC只有90%的轉化率,電荷泵能帶來98%的轉化,而且還能降低發熱。
電荷泵後包括華為Mate 20 Pro 的40W快充、iQOO的44W快充等,都採用了該技術。而OPPO Find X更是將這項技術改造了一下,採用雙電芯串聯結構,充電時兩塊電池一起充,電壓就能降一半,然後利用電荷泵技術再降低一半,從而將充電功率提升到50W。
如果電池技術沒有太多的進步,對於手機廠商來說最好的辦法就是快充。
回覆列表
顧名思義,快充就是快速充電啦~電池就好像游泳池,大小是固定的,想快速充滿電,自然而然要考慮增加充電功率(灌水的速度)。起步階段,快充技術可以分為兩大類:高壓小電流與低壓大電流。
高壓小電流,即進水管道就這麼粗,想快點灌滿水那就增大水壓,用更大的“力”來把水更快地“壓”進游泳池,想象一下用力推注射器的時候,針頭噴水的速度是不是更快呢?低壓小電流則是:水壓就這麼大,那麼增粗水管子,從而在相同時間內灌進更多的水。
高通的QC、聯發科的PE、魅族的mCharge等快充技術,採用的是“增大水壓”的模式。高通一開始也採用了低壓大電流的路線,但是受限於Micro USB接頭對電流的承受程度,後來轉向了高壓小電流。這種快充方式繞開了資料線對電流的限制,副作用便是降壓過程在手機內部進行,會帶來比較大的發熱問題。
OPPO的VOOC則採用的“增粗水管”模式,通用的Micro USB不支援大電流,OPPO就從充電線開始整體定製自己的充電系統,使其支援大電流,這樣的好處是將發熱嚴重的部分從手機機身轉移到了充電頭上,副作用就是失去了通用性。
後來技術不斷髮展,人們開始考慮高壓大電流,並嘗試統一各類協議。USB標準化組織提出了PD協議,技術上相容了高通QC3.0、聯發科PE3.0、華為SuperCharge等協議,並且PD3.0協議可以支援20V、5A的高壓大電流。