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  • 1 # 陽光宅男50522165

    簡單點就是在傳輸段(就是資料線/充電線這一段)電流越小損耗越小,線材直徑也可以越小,這樣可以省材料、節能、提高效率。

  • 2 # 跟我學微控制器

    不請自來。作為一個具有8年手機硬體開發經驗的攻城獅來回答一下這個問題。

    首先,確認題主所描述的問題是什麼?

    題主所描述的把手機充電提升到9V,其實就是這幾年應用廣泛的手機快速充電,高通所倡導的QC1.0/2.0/3.0版本是事實標準。14年從手機大廠離職前,也一直在關注這個技術動態,因此,對這個問題理解還算全面。

    其次,手機為什麼需要快速充電呢?

    答案是電池。隨著智慧手機螢幕越來越大,效能越來越強勁,功耗也越來越大,手機使用時間越來越短,這就是智慧手機需要解決的基本問題。怎麼解決呢?由於晶片平臺一旦確定,其使用功耗是確定的,為了增加使用時間,只能從手機電池上來解決,採用更大容量的電池。這樣手機的使用時間就解決了,但是新的問題來了。

    充電時間太長!!!

    對,這個問題也是要命的,手機使用一天,充電要半天,這顯然是不可接受的。比如,在手機大廠就曾經提出,充電10分鐘,使用兩個小時!!

    好了,目標出現了,怎麼解決呢?通常的思路是我們增加充電電流,貌似這樣就可以解決問題了,其實不然。

    實驗發現,當電流增加到一定程度時,充電電流不能繼續增加了?這是什麼原因呢。

    我們看上圖,充電線路有電阻,有電阻就會有線路損耗,我們用Vdrop來表示。

    Vout代表充電器輸出電壓,標準電壓是5V。

    Vde代表手機充電器插口處電壓。

    它們之間的關係是Vout=Vdrop+Vde

    其中Vdrop=2×I×r,其中I是充電電流,r是充電USB線路的電阻。

    手機充電插口處的電壓Vde=Vout-Vdrop=Vout-2×I×r,也就是說手機充電插口處的電壓是隨著充電電流的增大而減小的,當Vde減小到一定程度,達到和電池電壓接近或者相等時,實際上是無法再給電池充電的。

    第三,快速充電的實現

    新的問題怎麼解決呢?解決方法也有兩個。

    減小充電線路的線路損耗也就是減小線路電阻r,那麼方法只有一個增加線路的線徑,這樣會增加充電USB線的成本,通常我們在市場上區分USB線的質量,充電電流就是一個重要指標,便宜的USB線通常使用的材質比較細或者使用的是鋁線材。

    採用升壓的方法,充電功率P=VI,在充電功率一定的情況下,提高充電電壓V,充電電流I就不需要那麼大了,那麼USB線上的壓降Vdrop=2×I×r也就會隨之變小。這樣也就解決線路損耗影響的問題。這個技術其實不算是新技術,頂多算是一個新的應用而已,但是高通就給自己加了一個商標QuickCharge,還發展了好幾個版本1.0/2.0/3.0,這就是業界的影響力。比如,個人做出來也推廣不開,因為你不在行業的領導位置。

    額外的好處,升壓充電的好處是對USB線損不再那麼敏感,壓降大一點不會導致不能充電的問題。也就是對劣質線材也有很好的包容性。最後,上面把快速充電講清楚了,我們來回答題主的問題。

    充電功率Pcharger代表充電器輸出充電功率

    Pdrop代表充電USB線的線損功率

    Pbat代表電池的充電功率,手機內部還有一個充電管理晶片負責整個電池充電過程,通常是一個降壓的DCDC,效率我們姑且認為是100%。這樣Pbat也就代表了電池的充電功率了。

    Pde=Pcharger-Pdrop,由於採用了升壓到9V,線路損耗很小,可以忽略不計。這樣就可以簡化為Pbat=Pcharger

    Pbat=Vbat×Ibat=Pcharger=Vcharger×Icharger

    Vbat×Ibat=Vcharger×Icharger=9×Icharger,假定題主所說的充電電壓是4.2V,那麼Ibat一定不等於Icharger,因此題主的理解是錯誤的。

    題主理解的另外一個錯誤,充電過程中電池端的充電電壓不是恆定值,電池充電有恆流/恆壓/涓流充電三個過程。題主所提出的僅僅是恆壓過程而已。

    關於快速充電
  • 3 # 許科雲

    手機充電器把電壓提升到9V2A,然後手機lC把電壓改為4.2V2A電流?充電速度為什麼這麼快呢?提升到9V有什麼意義呢?

    1⃣️不管是什麼形式的充電,首先具備良好線路導通,先講究充電線徑,充電頭的觸點,這都是外部條件,再大的充電器輸出因線徑不良就談不上提升充電效率、以下的內容就不再談線徑的問題了。

    2⃣️目前市面有好多種的充電器,從5V0.3A的、5V1A的、5V4A的、4.2V5A的、9V2A的、12V1.5A的等等⋯

    只要你把各自的電壓乘以電流就得到了這些數字的功率,你可以從以上資料中發現電壓在不斷提高而電流在降低,電流加大的而電壓降就低。

    3⃣️初中物理都學過,這提高電壓決定電流強度,就象打吊針,提高瓶子藥水流得快,可提前把一瓶水吊結束。

    這4.2V電壓5A電流,就象長江與大海的水面交匯處,雖然兩邊的水面積相當寬,但它們沒有明顯的高低落差,也就不能形成洶湧的水流,所以這4.2V5A的充電器只是對講究快充的人是個誘惑,因為電池充足了就是4.2V截止,而這沒有電壓差的充電器再大的電流也不再進電了。

    4⃣️對於9V2A的充電器,當電池為20%電量充電時,這9V2A就進入恆流充電,所謂恆流就是不管你電池多麼低電量,充電進入電池的電必須滿足2A流量,充電器的構造特點是在第一步確保恆流時,這電壓就不能恆壓,它會降到電池的飽和值4.2V,如果充電器的輸出小,線徑不良,插口觸點不良都可在充電中發熱而影響2A電流進入電池。

    5⃣️我拆解過變壓器式的充電器,也拆修很多這些適配充電器,我總結出:凡是輸出電壓高些的,它的電流就小,雖然9V,只要一接觸不同阻抗的負載就降壓,象4.2V5A的充電器,你接一個4V的鎢絲燈泡,電壓電流幾乎不變、因為輸出電流大就不可能有充電時的電壓降。

    我自做過充電器開始確保5V,可充電時電壓降不到4.2V,而在4.6V上,這時手機顯示了"不在充電"字樣,因為電壓降小,手機不適配,我又改變了電流,可給低電量電池充電時電壓掉到了4V,這電壓達不到恆壓,電流就不夠,這就暴露出達不到恆流恆壓涓流三步法充電就不適配。

    6⃣️凡號稱高電壓快充的充電器,它都不能違背先恆流,後恆壓,再涓流的方式,電壓高的電流一定要小,如9V就被恆流時壓降充電,因為電池的電量的改變,穩壓電芯外永遠保持著相等或超過4.2V的電壓,電池飽和平衡,晶片保護板截止,當逐漸充滿電時,電壓還逐漸恢復到9V。

    快充的資料標示再大,一定要看手機設計的瓶頸是多大,只想充5分鐘用2小時,手機支援才行,否則發熱會出問題和電池提前衰老的。

    請你記住了⚠️充電有個致命傷害就是怕高熱!

  • 4 # 使用者2220616913201

    1.如果充電器是9V2A,那麼一開始到達手機電池的電壓為4.2V的話就不是2A,應該是4A左右。手機鋰電的充滿安全電壓是4.2V。在不考慮任何損耗的理想狀態下,一塊4000mA的手機電池1個小時能充滿,因為考慮到電池技術的瓶頸,目前手機鋰電的充電過程大概就是恆流-恆壓-涓流才能比較完美的安全的把電池充滿。所以現在的手機快充不是充電 技術的制約,而是電池技術的制約,這就是為什麼同樣基本配置的手機,擁有更快更短的充電時間價格會高出那麼多,不單單是改變一個充電器功率或充電方案就能完成的,主要還是可接受超大電流充電的電池的成本大幅度增長。

    2.充電速度為什麼這麼快?能量守恆的原理,出端18W=進端 18W(不考慮任何損耗),意思是進手機電池的電流增大了,所以充電速度就快了。

    3,提升電壓的意義:滿足大電流充電的情況下,減少成本。

  • 5 # 分手為毛帶走鍋

    回答這麼多,都沒講到核心問題。先生壓後降壓的目的就是增加充電的電流,也就是充電的功率。9.2v的充電電流是4a。

  • 6 # 極速說天下

    目前市面常見的18瓦充電,規格多是9V2A。其實這是一個通用的充電方案——高壓快充方案,透過提過輸入電壓來提高總功率,題主也提到手機電池(鋰離子電池)兩端的截止電壓為4.2V,的確如此,所以在高壓快充方案中,電壓在進入電池前需要進行降壓處理。這就是題主所描述的情況,但是功率是性對恆定的,不考慮耗損,電壓降低電流相應會升高,所以說最終到手機電池的是4.2v4A組合!下面我們來詳細聊一下常見的充電方案吧:

    中學階段我們就學過功率=電壓*電流(P=UI),如果想要提高功率,那麼就有兩條路可以走,要麼提高電流,要麼提高電壓,或者兩者都進行提升。(一)以高通QC協議為代表的高壓快充方案

    高壓快充方案就是透過走提高電壓的路子,不過鋰離子電池兩端輸入電壓大概為4.2V,輸入電壓在進入電池前必須經過轉換。

    有轉換當然就有耗損,能量的耗損又會以熱量的形式傳遞出來,這就會造成手機發熱嚴重。在亮屏充電時發熱尤為嚴重,於是就有很多手機亮屏充電只有8-10瓦左右,降低功率來減少發熱。因此,目前市面上很少有手機廠商透過單純提高電壓的方法來進一步提高充電速度啦。

    (二)以OPPO為代表的低壓直充的再次興起

    低壓直充——電壓保持與鋰離子兩端的電壓基本相同(要稍高一些,通常是5V),而加大電流的輸出。這裡還有另外一個公式(P=I²*R即功率=電流*電流*電阻),這個P一般指的是發熱的功率,與電阻成正比,與電流的平方成正比。提高電流帶來的發熱極為嚴重,因此低壓直充方案對充電器材的要求極為嚴格,最直觀的表現是OPPO的資料線一般要比其他家的粗一些。

    (三)電荷泵技術在手機端的應用

    電荷泵並不是一個新名詞,在其他行業已經得到了廣泛的應用。不過在手機行業還是這兩年開始興起(2017魅族)。電荷泵就是利用電容器為儲能元件的直流-直流轉換器,可以用來進行電壓轉換,只不過這個轉換效率極高,因此發熱也極大的減少。下圖是小米(紅米)最新的30瓦快充所用的技術。

    總結

    能量是守恆的,雖然在轉換過程中會有損耗,但是也不出現題主認為的9V降壓後,功率直接減半的情況,而是會同比例的增大電流以保證功率平衡。高壓快充和低壓直充兩種方案在過去的幾年內得到了廣泛的應用,但是無論是電壓還是電流都不可能無限制的增大。這時候電荷泵技術就出現了,可以基本無損的進行電壓轉換,還有最近興起的雙電芯技術,兩塊電池串聯起來進行分壓,充電速度得到了極大的提升,比如OPPO的65瓦(10V,6.5A)超級快充,還有小米,OPPO,vivo都宣傳過的100瓦+快充都是基於雙電芯與電荷泵技術的。

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