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我們的手機進入到智能機時代,人們對于手機的依賴程度與日俱增,或者說一刻都不想離開手機。可以看到的是,手機的屏幕變得越來越大,但是電池容量,卻一直處于一個相對穩定的范圍區間,于是手機的續航能力值得我們最關注的事情。
就是在這樣一個背景下,一種曲線救國的解決方案出現了,它就是快充。
在目前市面上的產品中,采用的快充方案大致有四種。
即高通的QuickCharge版(如QC2.0、QC3.0),聯發科版(Pump Express和Pump Express plus),OPPO的VOOC,以及TI的Maxcharge。(最后一種方案實際上同時兼容了高通QC2.0版和聯發科Pump Express協議,可以看做是在原有USB 5V充電技術上進行突破的綜合版本,所以一般我們都將主流的快充技術分為前三種。)
“充電5分鐘,裝逼XX小時”在耳邊不斷回響,那么快充的安全性又是多少呢?
快充為何能縮短時間
至少,我們也要先了解快充的原理,那么快充為何能夠縮短時間呢?
從物理計算公式上來說,功率(P)=電壓(U)x電流(I),在電池電量一定的情況,功率標志著充電速度,套用這個公式,我們再來看三種快充方案,就會比較好理解了。
VOOC
低電壓高電流模式
首先來說一下較早的快充方案VOOC吧,該方案是采用了低電壓高電流模式,簡單來說,就是在電壓一定的情況下,通過增加電流,使用并聯電路的方式進行分流,進行并聯分流之后,每個電路所分擔的壓力會變小,而在手機中也進行同樣的處理,每條電路所承受的壓力也會變得更小,從而在保證充電速度的同時,也能減少手機充電時適配器與手機的發熱情況。
相信很多朋友都知道,OPPO的閃充充電線纜線路采用了7針的設計,就是為了解決大電流在傳輸線路里的損耗過大的問題,電池的觸點也相應增加,并采取了一定的均流措施,也是為了解決大電流下電池發熱問題。
同時,VOOC使用了MCU單片微型計算機來取代傳統充電電路中的降壓電路。智能的MCU管理芯片可以自動識別當前充電設備是否支持VOOC閃充,以確定是否采用閃充模式。
Quick Charge
高電壓高電流模式
相比于VOOC,高通Quick Charge 2.0采用了一種不一樣的方式,高電壓高電流模式,顧名思義,也就是同時增大電流與電壓,通過前面的公式P=UI,我們可以發現,這種方式是增大功率最好的方法,不過其中的弊端是增大電壓的同時會產生更多的熱能,這樣其中所消耗的能量就變多了,而且電壓與電流也無法無限制的隨意增大。
好在為了彌補消耗增加的不足,高通推出了Quick Charge 3.0方案,采用了“最佳電壓智能協商”(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage,INOV)算法,可在任意時刻實現最佳功率傳輸,且最大化效率。與Quick Charge 2.0相比,可以提高快速充電速度最高達27%,減少功率損耗最高也可以達到45%。
而且在充電電壓方面,Quick Charge 2.0提供5V、9V、12V和20V四檔充電電壓,Quick Charge 3.0則以200mV增量為一檔,提供從3.6V到20V電壓的靈活選擇。這樣就使其能夠適應各種手機,允許手機獲得恰到好處的電壓,達到預期的充電電流,從而最小化電量損失、提高充電效率并改善熱表現。
Pump Express
高電壓恒定電流模式
與Quick Charge 2.0相似,Pump Express由于提高了充電器的輸出電壓,突破了充電電流的限制。同時缺點也與QC2.0類似,由于充電器的調壓檔跨度比較大,導致手機端充電路效率偏低。
于是MTK Pump Express Plus快充技術應運而生,其與高通Quick Charge 3.0類似,增加了調壓檔數,每檔200mV。手機可以根據電池當前電壓以及充電環路衰減,向充電器申請合適的電壓,以達到以電效率的最大化,以進一步降低手機在充電過程中的發熱量。
快充是否會影響電池使用壽命?
為了保證充電速度,一部分充電站使用了直流電,能夠讓電動車在短時間內充滿盡可能多的電量。所以,問題便自然而然的出現了,因為在技術不成熟的情況下,用直流電頻繁的快充,勢必令電池的壽命縮短。
我們都知道,電池的充放電過程,就是陰極與陽極釋放和吸收離子的過程。而這這個過程中,電池電極的變化是決定電池壽命的因素之一。
在電池充放電的時候,電池的陰極與陽極會隨著離子的釋放和吸收而縮小和膨脹,這也是電池電極會受到損耗和損傷的主要原因之一。研究時,科學家們選擇了磷酸鐵鋰電池作為觀察對象。在觀察中發現,如果材料中的大多數或者所有的離子都參與到充放電過程中,那么這些離子被釋放和吸收的速度就會放緩,也會更加統一。
所以,對于快充對于電池的影響,還是要辯證的看,對于不支持快充的手機來說,如果采用大電流或者大電壓的充電器,設備無法承受如此高的電流電壓,電池自然會出問題,不過只要你使用的是原裝配套的充電器或者是其認證的配件,就不必擔心。
或者直接充電腦的USB接口上充電,任何設備幾乎都不會有問題。這也是此前很多專家建議大家用原裝充電器的原因。
快充的安全性到底有沒有保障?
那么快充到底安不安全?這個可以舉個簡單的例子,比較利于理解,可以想象電池是一個水球,那么在水球小的時候,我們可以很隨意的快速加水,不過當水量達到一定的程度,水球承受能力快達到臨界值,如果繼續快速加水,很可能把它水球弄爆炸。
所以為了保證水球不爆炸,最后階段就要減小水量,控制得當,就可以在水球不爆炸的情況下把水球灌滿。
而結合快充,我們看到不管是哪種快充協議,都是前期爆發式充電,將效率最大化,而到了90%的電量后,則進入涓流充電,充電器與設備里的芯片協同工作,以控制進入電池的電流,達到充電5分鐘,裝逼幾小時的快充效果。