趣说·科技史|手机快充发展史

来源:新闻动态>    发布时间:2023-12-31 00:09:02 1次浏览

  现在市面上的手机都有各式各样的充电标准,而你是否想过这些充电标准是怎么发展而来的?

  十几年前,5V 0.5A是手机的标配。在诺基亚引领潮流的时代,一块800mAh的电池,只需要两三个小时就能充满,并能够正常的使用一周之久。

  随后,手机的功能开始爆炸式的增加,屏幕慢慢的变大,处理器的功耗增加,几百毫安时的电池不再够用,1000-2000mAh的大电池慢慢的出现。充电功率依旧停留在5V 1A的状态。大家也热衷于在睡前给手机插上电,第二天起床就能看见一个满电的手机躺在枕头边等着你。

  随着电池技术的发展,电池容量逐渐增大,手机充电慢,用电快的短板越来越明显。当发现手机在睡觉前忘记插上电源,第二天绝望的盯着没电的手机,你是否会思考,手机充电能不能快一点。

  原因是电压高了,尽管功率确实变高了,但电能效率却下降了。也就是说能量更多的被浪费了,浪费的这部分能量大部分都变成热能散失了。因此电压的提高会导致严重的发热。并且,MicroUSB接口的电流潜力也接近极限,给MicroUSB接口提升电流已经基本达到天花板了。

  2014年8月,USB-IF发布了具有革命性意义的USB Type-C 1.0接口标准和USB-PD 2.0 标准。由于USB-IF本身的优势,USB Type-C接口给快充带来了清除了一大障碍。与 Micro-USB 相比, Type-C接口理论上最大支持 20V 5A 的速度。但是,此时的Type-C 还未被各大厂商采纳,因此PD1.0和QC1.0的快充协议依然是市场的主流。

  同年,Micro USB/USB-A接口的QC2.0,改变了充电电压,从万年5V提升到了9V/12V/20V,与QC1.0保持相同2A电流下实现了18W大功率电力传输,并且要尝试新的QC2.0,不要换掉充电线,只要换掉变压器。但是充电烫手的结果也让QC2.0的口碑没有预想的好。

  QC2.0的失策让高通改变策略,2015年,基于USB Type-C的QC3.0出现。高通抛弃了20V这种超高电压,在9V/12V的电压基础上,细分电压档,用上独特的INOV算法,以0.2V为一档设定电压,最低达3.6V,最高达20V。并且QC3.0还向下兼容QC2.0。由于也使用了Type-C接口,电流能提高到了3A,电压更低,所以效率提升达38%,充电速度提升27%,发热更是降低45%。

  QC3.0确实好用,但碰上了个硬石头——谷歌。谷歌要求高通在安卓系统下一定要使用USB-PD协议。

  2015年底,USB-IF推出了USB-PD 3.0标准。然而这个标准并未被各大厂商遵循。但快充市场的乱象并未因为新标准的诞生而改善。

  继QC3.0被谷歌打压以后,QC4.0在2016年匆匆上线,主要是加入USB-PD支持。QC4.0撤除了12V电压档,5V电压可输出最大5.6A,9V电压可输出最大3A,电压继续细分0.2V为一档。

  2017年2月,USB-IF组织发布了USB-PD 3.0标准的重要更新,在USB-PD 3.0标准的基础上增加了可编程电源PPS,目的是规范市场的花式增压增流。目前其已经实现对高通QC 3.0/4.0、联发科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为SuperCharge等标准的收录,也就应该完美的支持这几种快充方案。

  同年,QC4.0+作为QC4.0的升级版出现,增加了QC3.0、QC2.0的兼容支持。

  泰尔论坛2017快充技术标准与应用研讨会提出,USB-IF的PD标准与国标统一。谷歌也曾经站出来强调Android手机的快充标准问题,当时谷歌称强烈建议厂商使用标准USB充电协议,直至强制要求使用统一的快充标准。但这一定不是一件简单的事情,这在某种程度上预示着手机变压器的通用,厂商成本、制造难度都会大幅增加。

  在早期的MicroUSB时代,OPPO Find 7就在接口上做了改进,增加了额外的接触针,专门用来传输大电流,电池的触点也多达八个。与同时期的高通QC快充走了相反的路,采用了高电流方案。最大充电电流达到了4.5A,电压维持在5V不变,同样达到了超过20W的功率传输。好处是手机没有严重的充电发热现象出现,充电转发率可以高达90%以上。这就是我们熟悉的充电五分钟,通话两小时。

  三星的AFC快充协议首次运用在Galaxy Note 4上。AFC在后面发布的Galaxy S6,S7/S7 Edge,Note7以及Galaxy A上都得到了很好的运用。三星甚至从S9开始,其标配充电器就屏蔽了QC快充,仅保留了自家AFC快充协议。其中Galaxy Note 7支持了QC、PD、AFC三种快充方式(然后就炸了)。

  9V2A的快充方案,从荣耀7、Mate8开始使用,包括部分充电宝都使用了这种快充方案。除此之外华为还有SuperCharge快充方案。

  小米也通过自研快充芯片澎湃P1,在小米12 Pro上首次实现了单电芯120W的速度。

  除了这些以外,现在已经有最高40W无线快充,而更快的充电速度也是未来可期,必须得说,快充虽然让电池增加了损耗,但带来了不止好一点的体验,在未来也很有发展的潜在能力。伴随着电池技术的发展,快充的潜力不可估量。

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