电子发烧友网报道(文/李诚)手机快充技术发展至今已有十多年,充电功率也呈翻倍式的增长。充电功率的首次提升是在2010年,由USB IF推出的USB BC 1.2充电协议,成功将充电电流提升至1.5A,充电功率达到了7.5W。
但在USB IF沉默一段时间后,芯片巨头高通也坐不住了,利用其骁龙芯片市场覆盖率高的优势,于2013年发布了高通的首个快充协议Quick Charge 1.0,并将充电电流上限提升至2A,峰值功率可达10W。在高通发布新的快充标准后,快充协议进入了发展的混乱期,众多手机厂商开始走上了私有协议的发展道路,如OPPO的VOOC闪充、华为的Super Charge等。
在近两年中,手机快充技术更是得到了迅猛的发展,去年5月,USB-IF协会正式发布了最新的PD 3.1快充标准,最大输出电压扩展至48V,输出功率提升至240W,受众层面也得到了进一步的提升。在今年的世界移动通信大会上,OPPO正式发布了手机240W超级闪充技术,并一举成为业内最高。
历经10年手机快充协议发生了哪些变化
首先我们先从快充协议的迭代说起,在QC 1.0协议发布的一年后,高通乘胜追击在原有的基础上将充电功率进一步扩大,推出了QC 2.0标准,可同时满足充电最大电流为3A,电压为5V/9V/12V等多种充电模式,充电功率直逼40W,别说是在2014年,就算是放在现在有部分手机的充电功率还未达到30W呢。
随着市场对快充的需求日益增加,高通在接下来的两年中先后推出了QC 3.0和QC 4.0快充标准,充电功率最高可达60W。值得一提的是QC 4.0快充标准加入了“智能最佳电压技术”(INOV),电压调节精度由之前的每档200mV,缩小至20mV,调节精度提高了10倍,同时QC 4.0还加入了PD协议的支持。
在快充领域,PD快充也是被使用得较为广泛的一种协议,该协议由美国的USB-IF协会推出,并与于2012年基于USB-A和USB-B接口推出了PD 1.0标准,在随后的3年中先后推出了PD 2.0、PD 3.0快充协议,最大可实现20V/5A的电力传输,并以Type-C作为输出接口。
不过当时由于各路手机厂商都在发展自家的私有协议,快充市场出现了群雄争霸的局面。为实现快充标准的统一,USB-IF协会在2017年对PD 3.0标准进行了更新,在原有的基础上加入了可编程PSS,并将高通的QC、联发科的PE、OPPO的VOOC、华为的Super Charge/FCP等多种快充协议收录其中。同时,作为USB-IF协会成员之一的谷歌,在2019年要求所有具备Type-C端口的新安卓设备都必须兼容PD协议,PD协议得到了大量的普及。
充电功率提升对线缆提出了新的要求
充电功率的提升也就意味着充电电压和电流的提升,对充电线缆也提出了新的要求。正如在PD 3.1快充协议发布不久后,USB-IF组织就对Type-C标准进行了修订,推出了Type-C 2.1标准。由于充电功率的提升,新标准要求将会用EPR电缆取代传统的SPR电缆以获得传输性能的提升。同时还要求每一根充电电流超过3A的数据线都必须内置E-Marker芯片,E-Marker芯片主要是起到一个线缆识别的作用,当电源适配器识别到该芯片时方可输出100W以上的输出功率。
手机快充实现的主流技术手段
截至目前,除了传统的快充技术以外,还有电荷泵快充技术,以及串联直冲技术。电荷泵快充技术是目前大功率快充中使用最为广泛的一种快充技术,其原理是通过充电器高压输入,通过电荷泵转化为低压,再向手机电池充电。
电荷泵技术原理图 图源:伏达半导体
以20V/6A 120W的输入电源为例,通过在电池前端并联两组电荷泵电路,可降低50%的输入电压和提升100%的输入电流,实现10V/12A的电压、电流转换,电荷泵的加入不仅降低了电池的充电电压,还保证了大功率的能量输入。目前,电荷泵技术在华为、小米、荣耀等国内一线品牌的产品中均有应用,南芯半导体、伏达半导体、小米等国内厂商均电荷泵解决方案的推出,并且小米实现了业内首创,推出了首个单电芯的电荷泵解决方案。
图源:OPPO
串联直充技术主要是在OPPO手机中体现,该技术需要保证串联的两块电池拥有极为近似的体质,将两颗电池串联在一起实现充电器的高压输入,电池串联的目的主要是为了降低电池的输入电压,减小充电器输入电压与电池组电压的压差,并降低手机端在充电时产生的热量。
结语
经历了10多年的发展,手机快充技术获得了诸多的突破,充电功率也由最初的7.5W演进到了现在的240W,整整提升了32倍,充电时间得到了极大地缩短。如今240W的充电功率已经能够满足大量消费类电子的使用需求,在接下来的几年中快充功率还有继续提高的必要吗?240W究竟是快充发展的一个节点还是最终形态?你们是如何看待这一问题的,可以在评论区留下你的观点。
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USB-IF协会的PD3.1标准,充电功率达到240W,其新增了28V、36V、48V三种拓展输出电压,最新的标准显然已经远远超过了目前电子产品的充电水平,
发表于 02-02 16:06
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售价3199元(16GB+256GB)。 基础配置,两款版本仅在充电功率与电池容量有所不同,240W满级秒充的是搭配4600mAh电池,150W则是搭配5000mAh大电池。两者均搭载第一代骁龙8+
发表于 02-09 16:43
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日本航空电子工业株式会社开发并开始销售USB Type-C插头,该插头支持最新的USB4 Version2.0(传输速度最大80Gbps)和USB PD EPR(供电能力最大240W)。
发表于 02-14 15:27
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MOMAX推出了一款双口车充,车充配备了1A1C两个输出接口,USB-C接口支持67W输出,USB-A口支持18W输出,双口同时输出时功率上限为67W,支持动态功率分配。其中USB-C口采用升降
发表于 02-15 14:52
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围观,主要还是与其发布的全球首个240W闪充技术有关。 2021年5月25日,USB-IF协会发布USB PD3.1这一最新快充标准,将快充功率从100w拉升至240w。240W的充电功率
发表于 02-27 14:49
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33W功率段快充可支持20V输出,给电脑充电,同时也更适合A+C多口应用,更适应苹果下一代机型充电,有望替代20W成为电商市场主流。为了满足快速发展的快充市场需求,晶丰明源通过突破创新,推出高性价比磁耦通讯快充BP87425+BP81
发表于 03-03 08:58
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未来几年中,氮化镓快充将逐渐被各大主流手机厂商作为标准配件。 除了各大手机品牌之外,各大电商品牌也出现扎堆发布的局面,了解到,2022年已有多家电商品牌先后推出了数十款氮化镓快充新品,功率涵盖30W、45W、65W、10
发表于 03-10 18:09
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PD充电协议是USB-IF组织公布的功率传输协议,它可以使目前默认最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W,同时谷歌宣布Android7.0以上的手机搭载的快充协议必须支持PD协议,意在统一快充市场
发表于 03-31 15:36
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3.1快充标准的来临,对于充电行业而言是一次里程碑的升级,突破了长期以来100W的限制,实现了240W的翻倍式增长,同时输出电压也实现了最高48V的覆盖,可满足消费类、工业类等多领域产品的应用,使得快充市场得到进一步扩大。 快充需求快速增长 市场
发表于 03-31 15:24
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新款手机,更是将充电时间缩短至10分钟之内,充电功率达到了240W,这无疑再次将手机快充功能推至了新时代。 首先,要实现快充技术需要有一系列硬件支撑,包括大功率的充电头、合适的充电线、支持快充的电池以及电荷集成电路(Charge IC
发表于 04-04 18:25
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快充的概念:在30分钟之内,进入手机的平均电流大于3A,或者在30分钟内能将电池从0充到60% 快充技术的原理: 超闪充快充结构解剖简析 市场PD快充头功率20~240W的价格 快充
发表于 04-13 11:24
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两颗IP6537,实现任意单口盲插支持40W快充,双口同插智能分配功率,且两个C口同时支持快充功能。IP6537是一颗集成同步开关的降压转换器、支持多种快充协议、
发表于 06-14 14:56
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THESPRINGEQUINOXPD快充icU6649满足输出功率达27WPD快充最佳应用场景,除了手机、笔记本,还有移动电源,当然,随着功率的增大,更多的场景将会被挖掘。PD快充icU6649
发表于 03-28 16:16
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