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快充技术突破百瓦 行业标准制定成为焦点

文章出處:深圳市雅創電子有限公司 人氣:-发表时间:2020-08-03 09:50:00

快充技术突破百瓦 行业标准制定成为焦点

___文章來自新華網

從18W到125W,僅僅用時兩年,爲了不在充電上耗費更多等待時間,中國手機廠商的“激進”顯得與通信時代發展極其同步。

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时间回到2019年2月,小米科技创始人、董事长雷军在微博抛出了100W快充的概念,这在手机充电功率50W的时代无异于重磅炸弹,但是受困于专用适配器及电池损耗、发热等问题,100W快充商用被暂时搁置,但是快充技术的研发并没有停止,发展速度远远超过了人们的预估。7月13日,iQOO发布FlashCharge 120W超快闪充技术。两天后,OPPO superVOOC 125W超级闪充技术,而小米100W快充电源适配器也已经获得了3C认证,预计100W快充技术也将于8月推出,国内头部厂商对于快速充电技术的提速就这么来了。在三星、苹果等厂商依旧沿用25W、18W充电技术的时代,陆续推出超过100W快速充电的中国手机企业,让大众看到了国内手机市场在垂直领域的研发能力,快充技术竞争愈发激烈,将进一步推动手机行业发展。

突破——快充的由來

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为什么充电技术可以达到100W以上呢?这就要从快充技术的由来说起。2013年,芯片供应商高通率先提出了“快充”的概念,Quick Charge 1.0就此诞生。从充电公式【P(功率)=U(电压)× I(电流)】上看,Quick Charge 1.0是通过提高输入电流来提升充电效率,支持5V/2A即最大10W的充电功率,突破了USB-IF关于USB Battery Charge 1.2协议1.5A的电流上限。

  到了2014年,受困于彼时MicroUSB 2.0电流最高2A的背景,高通推翻了Quick Charge 1.0的策略,改为采用了高压快充方案,通过提高电压的方法,提升充电速度,推出了Quick Charge 2.0。此时,OPPO也创新性推出了VOOC闪充解决方案,通过改变MicroUSB数据线中的触电、内部线,从头改造电路,制造专属OPPO的特制数据线,达到快速充电的效果。虽然充电速度加快,但是还是出现了制造成本高、电池续航下降的不足。好在初代VOOC凭借着5V/5A的25W超大功率,让OPPO手机在充电速度上一骑绝尘,使得其余手机都难以望其项背,最经典的广告词“充电五分钟,通话两小时”也是由此而来。

以高通QC2.0为首的高压快充和以OPPO VOOC为首的低压大电流快充两种方案大幅度提升了充电速度,但当时受限于micro USB接口问题,没有得到迅速推广。快充时代真正来临始于Type-C数据线的面世,凭借支持正反插拔兼容、兼容USB 3.1标准、支持最快10Gbit/s传输和USB Power Delivery充电协议,最大支持5A电流、100W功率等优势,加快了快充技术发展,包括联发科Pump Express(PE)、魅族mCharge和Pump Express Plus(PEP)、华为早期Fast Charge Protocol(fsp)等快充技术都是这个时期出现的高压快充方案;而低压大电流受困于成本高的原因,并没有高压快充方案受追捧。

  到了2016年,伴随着安卓手机开始全面采用Type-C接口,各手机厂商纷纷开始启用低压大电流快充方案,华为兼容PD和高通QC协议的SuperCharge(SCP)、联发科Pump Express 3.0、魅族Super mCharge和mCharge4.0等快充方案由此产生。而高通也发现了低压方案的优势,在QC4.0快充协议上加入了低压大电流,即同时支持高压快充方案和低压大电流方案。

創新——快充技術進一步提升


从技术角度看,无论是OPPO超级闪充技术,还是iQOO超快闪充技术都运用了电荷泵方案,125W超闪技术采用转换效率98%的并联三电荷泵方案,其原理是充电器输出的20V 6.25A功率经过三个并联的电荷泵降压转换成10V 12.5A进入电池,每个电荷泵只需要转换20V 2.1A大约42W左右的功率,有效地避免了大电流造成的电荷泵过载、过热的情况;iQOO 120W FlashCharge超快闪充技术则是利用转换效率97%的“双电芯串联”的电池方案,通过20V 6A充电器进入手机后分为双路20V 3A再各自使用一颗电荷泵分压输出10V 6A,最后合并成10V 12A对两串电芯进行高压直充。

  電荷泵快充技術簡單講就是通過獨特的“半壓方案”,將高電壓低電流信號轉爲低電壓高電流信號,來輸送給電池,從而實現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行時間。事實上,電荷泵在快充技術上並不罕見,市面上很多快充都采用了這個技術。

iQOO 120W FlashCharge超快闪充技术首发了6C电芯,可以将20V 6A转化为5V 12A电流;而OPPO 125W超闪技术输入电流从上一代SuperVOOC 6.5A增加到了12.5A,电池规格需要将电芯升级到充放倍率更高的双6C电芯,电池工艺由极耳中置(MMT)升级为多极耳(MTW)工艺,由于电芯的每一层都有正负极,电荷的运动路径成倍的缩短,电芯阻抗进一步降低,有效降低电池充电时的发热,

  除此以外,OPPO在原有4顆溫度傳感器的基礎上(手機三顆,充電器一顆),手機端新增10顆溫度傳感器,實時監測充電情況,提供遠超以往的溫度監測力度,即使是邊玩遊戲邊充電,也可以實時快速調節充電功率,將充電時機身最高溫度控制在40℃以內,減少發熱,避免充電異常;而iQOO充電器內部帶有兩顆溫度傳感器,可以通過數據線將充電器溫度信息傳輸到手機上,通過溫度控制充電功率,確保手機使用過程安全低溫。

兼容——快充行業標准指日可待

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無論是剛剛發布新快充技術的OPPO和iQOO,還是即將陸續推出大功率快充的手機企業,充電速度越來越快已經成爲未來的發展趨勢,人們對于充電中安全問題也會更加關注。雖然采用的都是type-c充電線,但是因爲每家廠商充電頭、充電線、支持的充電協議不同,倘若不能三者同時匹配,即使購買了快充和正確的USB數據線,也只能當普通充電器使用。何時能打通快充,一個充電頭或者一套快充方案能夠適應不同的品牌成爲人們最關心的問題。

  作爲低壓大電流手機快速充電技術的締造者,OPPO也一直在努力推動兼容協議的進程、積極參與到快充行業標准的制定上。OPPO閃充首席科學家張加亮在采訪中表示,“隨著功率逐步加大,快充基本門檻會越來越高,但兼容是未來的大趨勢,統一的快充行業標准會讓消費者更方便,還有助于節能減排,這是OPPO的訴求,相信兼容指日可待。”

  爲了避免安全問題,OPPO推出了128位獨家加密算法,充分降低安全隱患,只有識別到E-marker線纜加密信息,充電電流才能達到6.25A,有效降低了因爲不同充電協議、充電頭和充電線出現的安全問題。

  5G爲萬物互融多場景帶來了更豐富的場景使用,而這也大大提升了能耗的輸出需求,對手機的續航及充電提出了新的要求,快速充電變快將成爲手機行業發展的主流趨勢,曾幾何時一晚才能充滿手機的時代已然過去,洗漱十分鍾完成充電將成爲現實。5G時代,手機廠商將同時面臨更多的機會和挑戰,爲避免同質化現象,創新將成爲各家的重點發力方向。



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