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手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

2020-03-30  茂林之家

5G的到来,对于手机各方面的要求都更加严格,其中续航无疑是至关重要的一环。除了越来越大的电池外,越来越高的充电功率也成了当务之急。

在智能手机发展最初的几年,虽然手机充电一直在发展,但是存在感一直很低。也难怪,因为一来当时的电池容量本来就小,二来充电在手机整体体验中又没有性能提升、摄像头像素增大来的直接,所以情有可原。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

而现在,手机快充无疑已经在手机整个体验环节中站在了C位。

所以今天就来聊聊手机充电的发展历史。(功能机时代咱们就略过直接从智能手机时代开始说起,同时无线充电本文也不涉及)

手机充电虽然看似是一个比较小的范畴,但是要讲清需要牵扯到电压电流、各家的充电协议等等,还是很繁琐的,所以就尽量简单点。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

智能手机快充严格意义上始于USB IF于2010年颁布的USB BC 1.2,它的出现不仅规范了当时USB充电规范当时的混乱局面,更重要的是,将充电电流提升到了1.5A,USB充电接口的最大功率达到了7.5W,应对当时的充电需求已经够用。(想想苹果去年才将5V1A充电头从包装盒中扔掉。。。)

随着时间的发展,电池容量逐渐增大,同时手机功耗也在增大,此时USB BC 1.2已经无法满足手机充电需求,但是USB IF却依然没有动静,这边高通坐不住了。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

2013年突破USB BC 1.2的1.5A限制,将充电电流提升至2A,达到了最高10W充电功率。这就是最初的QC 1.0,宣告高通快充协议的到来。凭借芯片和通信方面的优势,高通QC快充协议得以在安卓手机中快速普及并壮大。

从这个时间点开始,手机快充发展进入了快轨道,同时也进入了混乱时期。高通QC、联发科PE以及厂商自研的快充如OPPO VOOC闪充、苹果、三星AFC、华为FCP/SCP等等。

手机充电就是按照P(功率)=U(电压)×I(电流),所以提高功率的方法无非就是提高电压或者电流以及两者动态提升。高通QC1.0就是通过提升电流方式来提高充电功率。

然而,给手机充电并不仅仅是充电头的事,还有线。2014年当高通想沿着QC1.0方向继续提高电流来提升充电功率时,发现走不通了。

因为此时虽然Type-C数据线已经发布但还远未普及,大家使用的都是MicroUSB 2.0数据线,其本身内部的构造导致了其对于电流的承载能力有限,2A基本已经到头了。所以,高通改为提升电压的方式来提高充电功率,这就是QC2.0。小米3/4均采用了QC2.0协议。

高通QC2.0将充电电压从5V直接提升至9V/12V/20V,而20V电压主要是为笔记本准备的。所以当电流为2A时,充电功率便达到了18W,而当12V电压时,电流只有1.5A,有效降低了电流。

QC2.0的好处是对充电线材的要求低,所以成本低,弊端是充电发热且效率低。

而此时OPPO则走向了高通相反的路,即低电压大电流。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

既然普通线材承受不了这么大电流,所以OPPO直接从充电头到数据线彻底进行了改造。将普通MicroUSB中的触点增加至7个,充电头也整合了IC电路等。打造从适配器到接口再到手机的全端式五重防护技术。

如此大手笔和深度的改造使得初代VOOC闪充便直接来到了5V5A25W,再搭配上一句“充电5分钟,通话2小时”的广告语,OPPO VOOC闪充天下知。

优点是充电时手机发热小,充电效率高,速度快;缺点无疑就是成本高,只支持OPPO自家产品兼容性差。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

2015年,高通发布QC3.0,最主要在于加入了INOV最佳电压智能协商算法,200mV为一档设定电压,最低可下探至3.6V最高电压20V,提供从3.6V到20V电压的灵活选择,并且向下兼容QC2.0。

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并且由于此时Type-C接口的普及,最大充电电流也提升至3A。因此QC3.0可以使手机等便携设备获得恰到好处的电压,达到预期的电流从而最小化电量损失、提高充电效率并改善热表现。高通给出的数据是效率提升最高达38%,充电速度提升27%,发热降低45%。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

2016年,高通发布QC4.0,功率提升至28W,并采用了更精细的INOC算法,幅度从200mV调整至20mV。取消了12V电压档,5V最大可输出5.6A,9V最大可输出3A。尤为重要是,开始支持USB PD(2.0)协议。但是不兼容QC3.0和QC2.0。

这里需要提一下的是,到了2016年,虽然市面上已经充斥了各种快充协议如高通QC、联发科PE、OPPO VOOC以及华为、三星等自家的协议,且Type-C接口已经普及,但是这些协议之间互不兼容,所以这时USB IF再次出场了。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

因此,USB IF发布了基于USB 3.1中Type-C接口的USB Power Delivery(简称USB PD)的充电标准,最高可以提供100W(20V/5A)的充电功率,旨在统一便携移动设备的充电标准。而大家都能乖乖听话将自家充电协议纳入USB PD协议,除了USB IF都是行业大佬外,谷歌也表示安卓一定要支持USB PD。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

2017年的USB PD3.0兼容了高通QC4.0/3.0,OPPO VOOC、华为FCP/SCP等,并且覆盖了高压低电流和低压高电流,电压输出范围为3.0V-20V,电压调节幅度为20mV,电流档位为1.5A、2A、3A、5A。

2017年高通发布QC4.0+,改进了双电源管理IC、智能热平衡、先进安全特性等。同时,兼容USB PD 3.0(PPS)协议以及向下兼容PD2.0、QC3.0、QC2.0等。

PD3.0协议出来后,意味着制定了一套标准,大家都要遵循这套标准,OPPO VOOC闪充同样不例外。

手机快充发展史:从5W到100W的狂飙突进

OPPO VOOC闪充一直是低压大电流的代表,发展到今天也从最初的VOOC1.0发展至VOOC4.0(30W)。

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并且还有升级版SuperVOOC,从初代的将近50W充电功率升级至目前SuperVOOC2.0的65W,并且已经量产商用。并且还有30W的无线VOOC闪充等。

目前,我们能够接触到的就是SUperVOOC 2.0的65W闪充,当然小米的100W甚至vivo的120W都还在路上,相信最快今年下半年最晚明年我们就基本能够用上。

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