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[新资讯] 超能课堂(148):殊途同归的现役手机快充技术有哪些?

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Lacy 发表于 2018-8-10 10:33:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

本帖最后由 Lacy 于 2018-8-10 10:34 编辑


  从2015年开始智能手机就开始掀起一波快充的浪潮,随后更是得到了快速的发展,从刚开始"无快充不旗舰"到今天的"快充是手机的标配",就可以看出快充技术的普及有多快了。时至今日,很多手机快充技术相比普及之初都有了很大的变化,今天我们就一起来整理一下,目前手机上应用的快充技术都有哪些。

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  目前手机上应用的快充技术大体上可以分为"高压低电流"以及"低压高电流"两种,前者的代表是高通的QuickCharge以及联发科的PumpExpress,后者则是OPPO VOOC、一加DASH以及华为SuperCharge.不过这几家的快充技术基本上都是自家的平台或者是自家产品才可以使用,想要和别家的快充技术通用,目前来说还是难以实现的。

  苹果则到iPhone 8和iPhone X开始才在移动平台上应用真正意义上的快充技术,此前iPhone标配的都是5V 1A的充电器,只有使用iPad的5V 2.1A充电器时才会有更快的充电速度。而现在iPhone 8/8 Plus与iPhone X上应用的也不是苹果自己开发的快充技术,而是相对通用的USB PC 3.0标准。

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  现役手机快充技术

  USB PD 3.0

  USB PD标准也就是USB Power Delivery标准,需要搭配USB Type-C接口实现,目前发展到3.0版本,而在2.0版本时期它就已经可以实现最高100W的传输速度,输出可以分为5V 2A、12V 1.5A、12V 3A、12V 5A、20V 3A、20V 5A等多种不同规格,不仅可以用在手机充电上,甚至还可以用在PC显示器供电或者笔记本电脑充电上。

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  而USB PD 3.0则在USB PD 2.0的基础上进行了完善,据现有资料显示USB PD 3.0标准可以实现3.0V到21V的输出电压调节,调幅电压为20mV.不过相比于输出规格的优化,其更重要的一个改进就是增加了PPS规范也就是Programmable Power Supply,这是USB PD 3.0标准的一个重要组成,旨在对目前的各种快充方案实现规范上的统一。

  目前USB组织已经在USB PD 3.0的PPS规范中收录了高通QC 3.0/4.0、联发科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为SuperCharge等标准,并对上述快充技术实现完美兼容。只是时至今日USB PD 3.0标准也依然算不上是一种主流,因为在USB组织的相应要求里,USB PD 3.0依然是一种可选标准而不是强制标准,虽然它必须通过USB Type-C接口实现,但并不是每一个USB Type-C接口都必须使用USB PD 3.0标准,因此在今天虽然有很多USB Type-C接口的设备,但是USB PD 3.0标准依然有待普及,其通用性的优势依然未能完全发挥。

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  iPhone 8/8 Plus/X想要快充,你需要这两个配件

  顺带说一句的是,虽然USB PD 3.0标准是向下兼容USB PD 2.0或更低版本的,但苹果的iPhone 8/8 Plus与iPhone X并不兼容USB PD 2.0或更低版本的充电器,因此要iPhone 8/8 Plus和iPhone X上实现快充,目前来说苹果的29W USB-C充电器依然是首选。

  高通QuickCharge 3.0/4.0

  目前高通平台上应用最广的当属Quick Charge 3.0也就是常说的QC 3.0快充了,其相比上一代的QC 2.0技术号称提升了27%的充电速度,功率损耗 则减少45%.高通QC3.0使用了最佳电压智能协商(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage,INOV)的算法,支持3.6V到20V的工作电压动态调节 ,以200mV为步进,并向下兼容QC 2.0和QC 1.0的设备,可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。

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  QC 3.0充电器

  而现在高通最新的快充技术是QuickCharge 4.0,也就是常说的QC 4.0快充。与QC 3.0快充相比,其充电功率功率提升至28W,继续使用最佳电压智能协商算法,调压步进则细分为20mV为一档,更重要的是其引入了对USB PD 3.0标准的兼容,在兼容性上迈出了重要一步。

  联发科PumpExpress 3.0/4.0

  联发科的PumpExpress快充发展到今天已经是4.0版本,不过4.0版本相比起3.0版本更多地只是完善了对USB PD 3.0标准的支持,而在其他技术细节上则与PumpExpress 3.0相差不大。

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  联发科在PumpExpress+与PumpExpress 2.0上应用的快充方案与高通的QuickCharge类似,都属于"高压低电流"型快充,其中PE 2.0快充最高可提供20V的充电电压。不过在PE 3.0/4.0种则用上了低压方案,输出电压为3V到6V动态调节,调节步进为10mV到20mV,最高输出电流可以超过5A.值得注意的是从PumpExpress 3.0开始联发科就直接标注其实用的握手协议是USB PD标准,因此我们可以认为PumpExpress的发展方向其实很早之前就决定向USB PD靠拢了。

  OPPO VOOC与一加DASH

  说到"低压大电流"型快充技术,OPPO的VOOC快充与一加的DASH快充肯定是最佳代表了,前者是这类快充技术的最早应用者,"充电五分钟,通话两小时"的口号相信大家都很熟悉了,这就是OPPO为了宣传VOOC快充而提出来的。

  VOOC快充技术的核心就是"大电流直充",其充电器的输出规格为最高5V 4A,在完成VOOC快充握手后,充电器将接管手机电池的充电管理,绕过手机自带的充电电路直接给电池进行充电。由于充电电流较高,因此VOOC的充电数据线与电池都有进行定制,例如其所用USB Type-B Micro也就是Micro USB接口并不是常规的型号,而是根据大电流传输的需要进行了定制的接口,因此要使用VOOC快充,就必须充电器、充电数据线与手机都必须配套,这也是为什么OPPO手机满街都是,但是我们很少看见能有VOOC快充的周边产品的原因。

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  一加DASH快充与OPPO VOOC快充本质上是相同的

  而一加的DASH快充实际上就是OPPO的VOOC快充,两者的充电器是可以互换的,但手机端所用的输入接口有些不同,DASH快充使用的是USB Type-C接口。而且与必须使用指定充电数据线的VOOC快充不同,DASH快充的所用的Type-C接口并不是定制型的,如果你手上的Type-C数据线是USB 3.0/3.1规格的,你会惊奇地发现用它来连接一加手机3/3T/5/5T/6与其原装充电器后,是可以激活DASH快充的。

  不过这并不意味着你可以用普通的USB 3.0/3.1 Type-C数据线来进行DASH快充,实际上DASH快充所用的数据线同样是经过定制的,有针对大电流传输进行优化,而常规的USB 3.0/3.1 Type-C数据线则未必可以承受DASH快充的大电流,很容易会造成线路异常过热甚至烧毁的事情,因此DASH快充依然需要配合原装充电器和原装充电数据线使用。

  华为Fast Charger Protocol与SuperCharge

  华为的手机产品在用上SuperCharge快充之前,就已经有在用自家的FCP也就是Fast Charger Protocol快充技术,这个快充技术与高通的QC 2.0以及联发科的PE快充属于同时代的产品,输出规格为9V 2A,属于"高压型小电流"型快充,充电效能可以比肩当时的QC 2.0以及PE快充。

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  而从2016年底开始,华为的FCP快充就退居二线,改由SuperCharged快充作为主力了。与前者的"高压低电流"设计不同,SuperCharge与VOOC、DASH等同属于"低压大电流"型快充技术,充电输出电压支持3.5V到5V的动态调整,最高输出电流可以到5A水平,号称"5分钟就能给手机充一半的电量,不会对电池造成长期寿命与最高容量的折损",充电效能相比FCP快充有了明显的突破。

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  SuperCharge快充技术最早是在Mate 9系列以及P10系列上应用的,当时标配的充电器可支持常规的5V 2A输出以及SuperCharge下的4.5V 5A和5V 4.5A输出。相当于最高22.5W的充电功率。从华为公布的技术细节来说,SuperCharge与VOOC、DASH快充一样都是"直充电池"设计,完成协议握手之后,充电器将接管手机电池的充电控制,绕过手机自带的充电电路直接给电池充电,可以有效降低充电时的手机发热。

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  现在华为的Mate 10系列以及P20系列也都应用了SuperCharge快充技术,而且从目前的状况来看SuperCharge在未来的一段时间里依然会是华为的主力快充技术。而之后的发展会是怎么样呢?刚刚我们已经说到了,USB PD 3.0技术在更新PPS标准后,已经将SuperCharge快充纳入到兼容名单中,因此未来SuperCharge的发展应该会向USB PD 3.0方向靠拢,最终实现两者的完美融合。

  德州仪器MaxCharge技术

  其实快充领域除了上面我们比较熟悉的几款外,还有另外一种"名气虽然不是很大,但实际上应用的产品却不少"的快充方案,那就是德州仪器MaxCharge快充技术。MaxCharge与高通的QuickCharge2.0以及联发科的PumpExpress属于同时期的方案,其支持最高14V的输入电压,因此在搭配相应的识别IC后可对高通QC 2.0和联发科PE快充实现兼容,而且输出电流最高可达5A的水平,效能上并不弱于同时期的其它快充技术。

  此外MaxCharge快充技术并没有像QuickCharge或PumpExpress那样绑定在自家的平台上,任意平台都只需要添加相应的控制IC就能实现MaxCharge快充,在灵活性上比起同期的对手要更好一些。但事实上会带来额外成本的方案并不受手机厂商的青睐,因此MaxCharge快充一直都没能在手机产品上有什么建树。

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支持MaxCharge的德州仪器BQ25895芯片

  然而在移动电源平台上,德州仪器的MaxCharge技术就颇受厂商欢迎了,因为其不需要独家平台的支持,还可以实现对QuickCharge和PumpExpress的兼容,因此很多采用快充技术打造的移动电源,都会用到德州仪器的MaxCharge技术,各种基于德州仪器BQ25895芯片打造的移动电源就是MaxCharge快充技术的代表型产品。

  只是在随后的快充技术发展里,我们没再看见MaxCharge技术的身影了,倒不是说德州仪器退出了快充技术的竞争行列,而是因为USB PD技术已经开始对各种的快充技术实现兼容,因此德州仪器已经不需要做自己的兼容方案,直接按照USB PD技术的标准开发新产品就可以了,MaxCharge快充自然也就慢慢淡化了。

  总结:所有快充技术终会走向统一规范

  今天我们给大家总结了目前手机平台上常用的几种快充技术,目前来说来他们暂时还是相互独立的,但是从发展方向来说,统一规范已经是趋势所向,最终不管哪一种快充,都会在USB PD快充上得到统一。只是这是一个漫长的过程,想要推动这个进程,除了USB组织的努力外,各家厂商的配合也是非常重要的,我们希望那一天可以尽早到来,到那个时候我们只需要一个充电器就可以实现各种不同设备的快速充电了。














原文链接:http://www.expreview.com/63340.html

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Pinkseaman 发表于 2018-8-12 14:34:46 | 显示全部楼层

活跃 7199| 技术 0| 互助 0| 钻石 0

这简直就是“天下快充,尽归PD”的节奏吖
统一才是王道!!!
ninglang 发表于 2018-8-13 11:50:23 | 显示全部楼层

活跃 3183| 技术 0| 互助 0| 钻石 10

统一才是王道
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