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快充簡史,,為了節(jié)約手機充電時間,我們有多“努力”,?

2022-12-30
來源:21ic

今年的蘋果2019秋季發(fā)布會上,,蘋果發(fā)布了iPhone 11 Pro。亮點是,,iPhone 11 Pro終于告別了蘋果祖?zhèn)鞯奈甯R话玻?V1A)充電器,,用上了18W快充充電器。今天的“芯詞典”欄目給大伙聊的手機快充這檔子事,。

隨著時代的發(fā)展,,現(xiàn)代人幾乎不可能離開手機生活,手機電池的容量也從以前的幾百毫安時到今天的三四千毫安時,??呻S著屏幕越來越大,功能越來越多,,對于電池的消耗也越快。之前,,咱們也有提過為啥手機電池技術(shù)一直發(fā)展不起來,。所以短期內(nèi)也無法從電池解決手機續(xù)航問題,擺在廠商面前,,也只有提升充電速度這條路了,。

9月11日凌晨,蘋果2019秋季發(fā)布會上,,蘋果發(fā)布了iPhone 11 Pro,。亮點是,iPhone 11 Pro終于告別了蘋果祖?zhèn)鞯奈甯R话玻?V1A)充電器,,用上了18W快充充電器,。而上一代的iPhone XS/XS Max雖然支持快充和無線充電,卻需要單獨購買快充充電器和數(shù)據(jù)線,。

而今天給大伙聊的手機快充這檔子事,,也不是蘋果獨占首發(fā),早在蘋果許久以前,,就已經(jīng)有手機廠商滿足了人民大眾的需求,。趁著這股勁,咱們來盤一盤快充的發(fā)展史,。

手機的充電標(biāo)準(zhǔn)可以追溯到功能機時代,,USB BC 1.2(Battery Charge)開始引領(lǐng)全球。1995年,,由英特爾(Intel),、NEC(日本電氣株式會社),、康柏(Compaq)、美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC),、IBM(國際商業(yè)機器公司),、微軟(Microsoft)、北方電氣公司(Northern Telecom)等七家公司組成的USB IF(USB Implement Forum)共同提出了USB規(guī)格,。而USB BC1.2標(biāo)準(zhǔn)也由USB IF協(xié)會在2010年正式頒布,。所以BC1.2是全球首個可以給包括手機在內(nèi)的便攜式設(shè)備使用USB接口充電(包括關(guān)機充電)的一套官方標(biāo)準(zhǔn)。

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USB IF(USB Implement Forum)

你可能要問,,這個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)跟快充有半毛錢關(guān)系嗎,?負責(zé)任的告訴你,關(guān)系大了去了,,但是半毛錢肯定不夠,。

首先,廠商在開發(fā)USB產(chǎn)品前必須從USB-IF取得廠商標(biāo)識符(Vendor ID)可透過以下兩種方法來取得廠商標(biāo)識符:

1,,成為USB-IF會員并繳交年費US$4,000, 即可免費獲得廠商標(biāo)識符,;

2,非USB-IF會員則需繳交費用US$5,000來獲得廠商標(biāo)識符,。另外,,需再繳付US$3,500以取得USB 標(biāo)志使用權(quán)利,此費用為期2年(若是USB-IF會員不會收取此費用),。

USB BC 1.2的出現(xiàn),,使同時進行充電和數(shù)據(jù)傳輸成為了現(xiàn)實。當(dāng)時USB接口最大電壓還是5V,,而USB BC 1.2的充電標(biāo)準(zhǔn)最大的作用就是使得USB充電的最大電流達到了1500mA,,盡管沒有提升電壓,但是電流提升后,,USB接口充電的最大功率就能夠達到7.5瓦(W),,此時的USB BC 1.2已經(jīng)足夠應(yīng)付當(dāng)時的手機充電了。但這里也有一個伏筆,,MicroUSB 2.0接口的數(shù)據(jù)線(所謂的安卓線)內(nèi)部只有四根線,,只能承載2A極限的電流。

時間到推到2012年,,那是手機平板等移動設(shè)備高速井噴發(fā)展的一年,。手機電池容量也陸續(xù)突破2000mAh,甚至4000mAh,,但智能能手機吃電還是越來越兇,,手機廠商們思來想去開始正式研究快充技術(shù)。而老大哥USB IF協(xié)會當(dāng)時卻沒有給出任何一套可行的解決方案。到了2013,,芯片供應(yīng)商高通志向遠大,,其第一個發(fā)現(xiàn)了問題,于是率先提出了“快充”的概念,,Quick Charge 1.0也就此橫空出世,。

QC1.0同樣是通過提高輸入電流來提升充電效率,但其支持5V/2A即最大10W的充電功率,,突破了USB-IF 1.5A的電流上限,。同一年,華為便在第一代Mate手機身上也引入了“快充”概念,,同樣支持5V/2A輸入,,3.5小時內(nèi)就可將4050mAh電池充滿。充電時間縮短了40%,,至此,,從1973年手機誕生到2013年,歷時40年,,手機跨入快充時代,。

第二年,2014年,,如果說QC1.0只是高通在試水,,那么這一年則是大刀闊斧的改革了。高通徹底推翻了QC1.0的策略,,改為采用了高壓快充方案。前文有提到MicroUSB 2.0接口的數(shù)據(jù)線最高也只能支持2A的電流,,再想往上就是臣妾辦不到了,。那提升電流不行,就升電壓唄,。QC2.0應(yīng)運而生,,相比起QC1.0標(biāo)準(zhǔn),QC2.0劃時代的改變了充電電壓,,從保持了多年的5V提升至9V/12V/20V,,與QC1.0保持相同2A電流下實現(xiàn)了18W大功率電力傳輸,并且線材不需要特殊處理舊有線材都能夠通用,。而同年,,USB IF才睡醒,同時發(fā)布了 PD 2.0 協(xié)議和USB Type-C 1.0 接口標(biāo)準(zhǔn),。革命性的 USB-C(USB Type-C)接口支持最大20V/5A 的電量傳輸,,天然更適合快充。高電壓和USB-C接口的出現(xiàn),快充也終于迎來了爆發(fā)期,。

QC2.0是快充歷史上普及度最高,,影響力最大的標(biāo)準(zhǔn),哪怕是三星2018年度旗艦Galaxy S9采用的依舊是5年前誕生的QC2.0,。也是在那一年,,OPPO推出了OPPO Find 7手機,搭載全新的VOOC閃充的技術(shù),,4.5A的充電電流,,有了那句著名的著名的廣告語“充電5分鐘,通話兩小時”,,3000mAh電池30分鐘充到了75%,。

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QC2.0因其無與倫比的兼容性在當(dāng)時影響深遠,Micro USB是智能手機的標(biāo)配,,但卻一直受制于物理接口的限制,,一旦超過2A的電流就容易出現(xiàn)損毀(原來以前把爹媽手機玩壞被暴揍一頓是這個原因)。而QC2.0就繞過了Micro USB接口和數(shù)據(jù)線的制約,,簡單暴力地增加輸入電壓來提升充電速度,。

“還有這種玩法?”國內(nèi)廠商興奮地搓了搓手,。既然提升電壓可行,,誰還搞其他花里胡哨的。我們可以驕傲的請出下一位選手:OPPO的VOOC低壓大電流快充,。名字太長也難記,,下面統(tǒng)一稱其“VOOC閃充”。

VOOC閃充采則采用了另一種解決方案,,說起來也還是簡單粗暴,。正常的MicroUSB數(shù)據(jù)線承載不了過大的電流,于是它將充電器從頭到尾都改造了一遍,,搞技術(shù)還是要有錢,。平常的MicroUSB數(shù)據(jù)線只有五個測點、四條線,,VOOC就增加了MicroUSB數(shù)據(jù)線的充電和內(nèi)部線,。所以初代的VOOC閃充充電頭無比碩大。而這種方法的缺點也很明顯,,大電流充電對于電池的損耗會更為明顯,,很多使用初期的VOOC快充的手機在使用大約一年之后,電池續(xù)航便嚴重下降,。

VOOC閃充充電頭

也從這里開始,,高通QC為首的高壓快充方案和以O(shè)PPO VOOC為首的低壓大電流快充方案就此分道揚鑣,而快充協(xié)議也開始五花八門起來。

聯(lián)發(fā)科的Pump Express,,Pump Express快充技術(shù)是由內(nèi)置于PMIC的電源管理集成電路和DC壁式充電器組成的,。它有幾個亮點:Pump Express技術(shù)允許充電器根據(jù)電流決定充電時候所需的初始電壓,由PMIC發(fā)出脈沖電流指令通過USB的Vbus傳送給充電器,,充電器依照這個指令調(diào)變輸出電壓,,電壓逐漸增加至高達5V 達到最大充電電流。此外,,PE技術(shù)還擁有兩種規(guī)格:一是輸出功率小于10W的Pump Express,,二是輸出功率大于15W的Plus版。

2017年,,魅族發(fā)布了55W Super mCharge快充技術(shù),,號稱“比快充還快三倍速”,20分鐘可以充滿3000mAh電池的魅族手機,,但這其實是披了馬甲的聯(lián)發(fā)科Pump Express技術(shù),,技術(shù)上大同小異,而該技術(shù)至今也沒有實現(xiàn)量產(chǎn),。

2018年,,OPPO Find X問世,還帶著50W SuperVOOC超級閃充,,3400mAh電池35分鐘充滿一起回歸,。

2019年2月24日,華為推出首款可折疊屏智能手機Mate X,,其內(nèi)置4500mAh大電池,,同時支持華為新一代55W超級快充,充入85%的電量僅需30分鐘,。

2019年3月vivo子品牌iQOO又推出了vivo 44W超快閃充技術(shù),,4000mAh的電池15分鐘充到50%,45分鐘充滿,。

同年6月,在MWC19上,,vivo iQOO 5G版手機又又展示了120W超快閃充技術(shù),,同樣是4000mAh電池,5分鐘內(nèi)可以充到50%,,13分鐘充滿,。

從目前的主流協(xié)議和接口看,三星,、蘋果和華為都有自己的協(xié)議,。OPPO VOOC、MTK PE、Qualcomm QC等各家的協(xié)議都是基于各自的充電器和線材,,充電參數(shù)不一,,導(dǎo)致整個市場非常混亂,。Type-C接口的推廣和成熟,,USB PD目前兼容所有主流協(xié)議,有望形成行業(yè)統(tǒng)一充電規(guī)范,。


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