逆时针:快速充电技术的过去和现在

逆时针:快速充电技术的过去和现在

一开始,USB 可以在 5V 电压下提供高达 500mA 的电流,这对于早期的手机来说已经足够好了。但随着芯片组速度越来越快、屏幕越来越大,电池体积也变得越来越大(我们在上一篇文章中介绍了电池容量的增长)。

今天我们将重点介绍充电技术,因为存在相当多的竞争标准。为了(相对)简短,我们将仅介绍流行的有线标准。

USB

正如我们之前提到的,早期的 USB 标准规定最高功率为 2.5W,而 USB 3.0 则提升至 4.5W。这是普通 USB 端口的官方最大功率,但显然充电器已经超越了这一功率。

如今,典型的 USB 充电器通过 microUSB 线缆提供 5V 电压、2A - 10W 或略高的功率。

USB-C 电缆可以承载更大的电力,高达 5V、3A = 15W,然而就 USB 实施者论坛而言,传输大电力的正确方法叫做……

USB 供电

最初的版本(于 2012 年发布)具有五种功率配置。功率范围从 10W 到 100W,不过手机似乎选择了 12V 1.5A = 18W 模式。

USB 电力传输版本 2.0(2016)的最大功率也达到 100W,但提供对电流的精细控制,而不是离散步骤。它使用最多四对电源/接地电缆来传输这么多的电力。

Power Delivery 修订版 3.0(2017)还支持以 20mV 为步长的精细电压控制。

注意:典型的锂电池工作电压约为 3.8V,因此,要向手机提供更高的电压,需要手机内部的硬件来降低电压。这会产生大量热量,更不用说效率低下了。

这就是为什么所有这些标准都试图降低电压。在高功率水平下,另一个问题出现了——USB 电缆内的细线无法承载太多功率。USB-C 有四根电源/接地线,但即便如此,也到了一定程度,提高功率的唯一方法就是提高电压。

高通快速充电

随着多种专有标准的出现,USB-IF 不得不介入。高通于 2013 年在 Snapdragon 600 上推出了快速充电功能,它非常简单 - 最大电压为 5V,电流为 2A = 10W。

2015 年推出的 QC 2.0 最高电压为 9V,电流为 2A = 18W,不过最常支持的模式是 15W。摩托罗拉将其作为 Turbopower 进行销售,三星的自适应快速充电也是基于 QC 2.0 的(而且看起来华硕的 18W BoostMaster 技术也属于这一行列)。

与早期的 USB PD 一样,Quick Charge 最初定义了几个电压/电流步骤。这种情况在 3.0 版(2016 年)中发生了变化,允许手机以 200mV 的增量控制电压 - 电压范围从 3.6V 到 20V。

Quick Charge 4.0(2017)只是 QC 3.0 标准与 USB Power Delivery(可高达 27W,超过 QC 的最大 18W)的结合。

Quick Charge 4.0+ 的变化比其名称所暗示的要多。它基于 USB PD 3.0 标准,可通过从 3V 到 11V(以 20mV 为步长)和从 0A 到 3A(以 50mA 为步长)的调节提供高达 27W 的功率。

Oppo VOOC

VOOC 充电技术于 2014 年随 Oppo Find 7 首次亮相。它使用特殊的充电器和线缆来传输 4A 电流,这比我们迄今为止介绍的标准电流高得多。而且它的电压仅为 5V。

OnePlus 获得了该技术的许可,并以 Dash Charge 品牌使用它。

去年,Oppo 推出了首款采用 Super VOOC 技术的 Find X Lamborghini。该技术将电流提升至 5A,电压提升至 10V,功率高达 50W。这是目前国内最快的充电标准。

OnePlus 则另辟蹊径,推出了 Warp Charge 30 和 OnePlus 6T McLaren。它将电流推得更高——6A!——但电压保持在较低水平(5V),总功率为 30W。

华为超级充电

华为 Mate 10 于 2017 年推出,配备了该公司的 SuperCharge。它提供 4.5A = 22.5W 的平衡 5V 电压。它声名鹊起是因为经过了 TÜV 的广泛测试,以确保其安全性。

去年推出的 Mate 20 Pro 进行了第二次改进,也被称为 SuperCharge,让人感到困惑。它将电压加倍至 10V,电流降至 4A,也就是 40W 的功率。

联发科Pump Express

2014 年推出的 Pump Express+ 在功能和实现方面与 Quick Charge 2.0 类似。2015 年 2.0 版引入了以 0.5V 为增量改变电压(5V-20V)的功能。

随后又推出了基于 USB PD 的 Pump Express+ 3.0(2016 年)和 4.0(2017 年)。PE+ 4.0 实现了 Power Delivery 3.0,与 Quick Charge 4.0+ 相同。

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