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从18W到50W!手机快充技术到底差在哪?

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从18W到50W!手机快充技术到底差在哪?
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提起手机的快充技术,相信很多童鞋都会想起“充电5分钟,通话2小时”的广告语。OPPO VOOC、高通QC、联发科PE、华为FCP……诸多快充协议见证了智能手机不断缩短的充电时间。

细心的童鞋不难发现,从2018年开始,越来越多手机的快充功率纷纷突破了20W大关,并朝着更高功率发起了冲击。

高通最新的QC4+方案

比如,OPPO的VOOC进化到了SuperVOOC,充电功率从22W/20W猛增到了50W;华为/荣耀的SuperCharge从22.5W提升到了40W;vivo的双引擎闪充也从过去的18W提升到了22.5W,而全新iQOO更是带来了44W充电功率;小米9也不满足于传统的18W,顺势增加到了27W。

那么,手机快充咋就一下子从18W跃进到了如此之高的充电功率?

小米27W快充

小米9(3300mAh)主打的27W极速快充方案又称“Charge Turbo”,号称快充30分钟可充满70%。实际上,Charge Turbo并非小米独有的快充协议,它的本质其实就是高通QC3.0。

可能有童鞋会问了,很多手机都支持QC3.0,但它们的充电功率不都是18W吗?

首先,按照QC3.0的定义规范,它支持3.6V~12V的波动电压(Class B时支持20V)和3A的电流,理论上可以实现最高36W的功率。

由于锂电池的特殊性,高电压低电流方案需要手机端的充电IC转换为低电压大电流,最后再充入电池,这个过程中会有一定的转换效率耗损(大约10%),而这些耗损就会转化成热量,成为影响安全的不确定因素。

小米9之所以可以突破QC3.0的记录,达到27W的极速快充,其背后的核心就是引入了时下流行的“电荷泵技术”(在手机内部使用了电容充放电1/2分压电路,俗称电荷泵降压电路,该降压方式最大的优势就是电压转换效率接近100%,几乎没有耗损也就杜绝了发热的安全隐患),以及高通最新的充电IC(SMB1390)。

可能又有童鞋会问了,小米9不是号称硬件支持QC4+吗?为啥没有配备QC4+充电器?

这个问题的答案就得从成本的角度考虑了。小米9硬件支持QC4+和USB PD3.0,但想使用这两个快充协议,需要使用专用的QC4+或PD充电器,而且必须使用双头都是USB Type-C的数据线,成本很高。

小米9标配27W充电器算是最经济的选择,它不挑数据线,市面上任何一根Type-C数据线都能实现27W的快充。而这个充电器所提供的20V档位,则恰好可以满足小米9专用的无线充电器使用。

华为荣耀的40W快充

早期华为和荣耀手机的快充方案是18W的FCP,随后又升级到了SuperCharge的22.5W,2018年随华为Mate20和荣耀Magic2则进一步提升到了40W。以荣耀Magic2(3500mAh)为例,只需15分钟就能充50%,30分钟就能充满85%。

实际上,华为和荣耀的40W(10V/4A)“单电芯”(相对于OPPO Find X的双电芯方案来说)超级快充技术之所以达到如此高的功率,其背后的黑科技也是“电荷泵技术”。简单来说,该技术利用了电荷泵原理打破了Type-C 5A的限制,将电量通过4A的通道送进手机,进入Type-C后,再由电荷泵将充电电压降到5V左右,同时将电流从4A提升到8A,通过这套原理为电池进行充电,这就实现了5V/8A低压大电流方案。

和小米9一样,华为和荣耀的超级快充同样不挑数据线品牌,只要支持5A电流即可(廉价Type-C线只支持3A电流,5A的略贵一点点)。

iQOO的44W快充

iQOO手机除了武装骁龙855外,另外一个主打卖点就是高达44W(11V/4A)的vivo Super FlashCharge超快闪充技术了。

没错,vivo的44W超快闪充技术也是通过“电荷泵技术”来提升充电速度,在大大降低充电发热的同时,还采用双IC双路分离式设计来优化系统温升,引入FFC和MCU控制器,实时检测并控制充电状态,并与原装的充电器进行通信,按需调整充电器的输出功率,确保充电始终维持在最高的工作效率。

充电IC都存在电流越高、效率越低的基本特征,即便是电荷泵技术,在大电流充电状态下也会出现效率衰减、热损耗增加的问题。vivo Super FlashCharge同时采用了两颗电荷泵充电IC,即使是8A的电流峰值,每颗充电IC的最高工作效率都能达到97%,峰值充电时间是单颗电荷泵的2-3倍,轻松让iQOO手机(4000mAh)15分钟充进50%的电量。

由于iQOO手机在充电器和手机接口上的最大电流均小于4A,所以任意一根支持5A电流的Type-C数据线就都能为其满速充电。

OPPO的50W快充

和上述快充技术相比,OPPO针对Find X(3400mAh)和R17 Pro(3700mAh)定制的SuperVOOC超级闪充拥有最高的50W功率记录,是OPPO早前VOOC功率的2倍以上。

Find X和R17 Pro可以实现50W超级闪充的背后原理,主要体现在使用2块1700mAh/1850mAh电芯串联的设计,在保障了安全性的同时分压稳流,让每块电池芯承载的电压、电流不超过5V/5A,充现了大功率下,充电效率成倍的提升。

同时,OPPO专门设计了独立的降压芯片,通过对“电荷泵技术”的反向运用,让双芯电池在工作时,能够精确控制电压电流,保障稳定输出,并用专门定制的VCU智能控制芯片来全线路控压控流控温,提供全方位的安全保障。

不得不说,OPPO通过串联电池和分压的方式实现50W充电功率是一个非常巧妙的解决方案,其本质等于同时给2个两块电池分别以25W的功率充电,只要35分钟就能完全充满手机。不过,双电芯设计比较占用空间,很难在轻薄身材里塞进超过4000mAh容量的电池。

需要注意的是,无论是VOOC还是SuperVOOC,都需要使用OPPO原装的Tyep-C数据线,这一点没得商量。

随着“电荷泵技术”在智能手机领域的普及,未来会惠及更多主流价位的手机,希望2019年18W快充可以成为过去时,让更多新品可以迈过30W快充的门槛吧。

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