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手机电池原理及充电技术(3)手机快速充电技术

 松林园 2021-03-06

1、快速充电技术标准

是否支持快速充电技术是由电源管理芯片决定的,而在智能手机当中,PMU(电源管理单元)都集成在SoC(系统芯片)当中,所以联发科、高通、德州仪器分别有一套自己的快速充电标准,高通占了推出时间早的优势,快充技术就叫QuickCharge,联发科有Pump Express,德仪有 Max Charge,OPPO的VOOC闪充技术则又是另外一套标准。

  

2、快速充电技术的理论基础

从物理计算公式上来说,功率(P)=电压(U)x电流(I),在电池电量一定的情况,功率标志着充电速度,我们可以通过下列三种方式来缩短充电时间。

  

3、VOOC闪充——含义

VOOC闪充是OPPO独立自主研发的快速充电技术,并申请16项专利,将最快充电速度提升了4倍以上,并有无懈可击的智能全端式五级防护,是全世界最快最安全的手机充电技术。

   VOOC闪充在OPPO Find 7上率先使用。作为采用3000毫安电池的OPPO Find 7,采用VOOC闪充时,充电5分钟即可打电话2个小时,30分钟手机电量可直接充到75%。

   VOOC闪充需要定制的适配器和电池搭配下使用。OPPO定制了专门的适配器、电池、数据线、电路、接口,并首次在适配器中加入MCU智能芯片;这也就让VOOC闪充使用的适配器成为首个可以升级的智能充电器。

  

4、VOOC闪充——原理

OPPO的 VOOC 闪充技术采用的是增加充电电流从而增大充电功率,进而增加充电速度。OPPO VOOC技术在5V充电电压不变的情况下,增加充电电流到4A-5A。

       OPPO的VOOC闪充技术中设计的电池为8触点,通过电池多出来的触点对于电池进行并联充电,简单点可以理解为,闪冲是同时对几块电池进行充电,从而降低单块电池的充电电流,延长电池寿命。得益于 OPPO 与上游厂家的良好关系,电池和充电器都是进行了单独的定制(USB硬件接口为7针),从而使电池能够承受相对较大的电流输入。



5、VOOC闪充——安全性和兼容性

● 安全性   VOOC闪充有五级安全保护措施,首次将充电安全指数由PPM(百万分之一)提升至航天充电安全级别 DPM(十亿分之一)。

   第一级: 适配器过载保护

   第二级: VOOC快速充电条件判断

   第三级: 端口过载保护

   第四级: 电池过载保护

   第五级: 电池熔断器保护

● 兼容性  由于VOOC闪充技术是属于OPPO独家的技术,前期只在OPPO旗舰机型如Find 7、N5、R5机型中搭载。因此没有对其他厂家的平台进行兼容。一般的硬件接口为5针,手机电池一般是4-5个触点,但OPPO在VOOC闪充技术中设计了7针、8触点。

6、高通Quick Charge 2.0—含义

高通Quick Charge 2.0则在Quick Charge 1.0的基础上采取了新的规范。该方案中,可以将电源适配器提到为5V、9V、12V三种电压,通过提高电压的方式,让电源适配器能够提供更多的电量给到移动终端。

  

7、高通Quick Charge 2.0—实现方式

   在QuickCharge 2.0中,电源适配器5V输出到主板,主板上的充电电路得到5V电压,会对电池进行充电,在USB D+、D-线上,会有一个BC1.2的握手,除此之外没有更多额外的控制引脚和接口,所有的控制还是运行在USB的D+、D-信号线上的,并且它是兼容BC1.2的。

   除此之外,在BC1.2的基础上,Quick Charge 2.0的电路会再判断一次,电源是否支持Quick Charge2.0。如果电源支持,终端再请求电源适配器提供更高的电压。这一系列的握手,都是建立在BC1.2标准基础之上的,所以2.0也是充分向前兼容的。在终端主板端,也提供了片上和独立的switching charger方案供OEM厂商选择。

  

8、高通Quick Charge 2.0--安全性和兼容性

● 安全性

   高通的Quick Charge 2.0充电技术,其也需要在充电器以及手机内部芯片上做一定的处理,才能实现。通过芯片电路和接口保护,在安全级别上没有VOOC快速安全系数高。

● 兼容性

   市面上使用Quick Charge技术的移动终端会越来越多。支持Quick Charge 2.0的移动终端,使用普通的USB 5V电源适配器也可以工作。支持不同电压的Quick Charge 2.0的电源适配器,也可以给其他普通终端充电。

9、支持高通Quick Charge的机型

近几年搭载高通骁龙处理器的手机基本都支持Quick Charge快充技术,HTC的Rapid Charger 2.0充电器、摩托罗拉的Turbo Charger充电器就是在其技术上开发的。

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