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快速充电是怎么工作的?三星华为一加快充哪家强?

admin 2019-9-4 17:24

处理器、屏幕尺寸、相机质量……这些是数百万人在购买智能手机时所考虑的功能。但是近年来,另一个因素 - 快速充电 -已慢慢脱颖而出。试问,谁不想能在几分钟而不是几小时内把手机充满电呢?

要是有那么简单就好了。充电标准是化学和物理的复杂组合,每种标准都有自己的局限性和不兼容之处。更糟糕的是,手机制造商倾向于给他们的充电技术贴上令人困惑的标签。

那么快速充电是如何工作的呢?深吸一口气。我们针对市场上最流行的无线充电标准,将其一一分解为最基本的标准来理解,其中包括三星自适应快速充电、USB Power Delivery,高通Quick Charge,一加Warp Charge等。

充电速度有多快

在深入了解之前,让我们先从基础知识开始。

每一部智能手机都有一块电池,而且每个电池的供电方式或多或少都是一样的。

由两个电极(一个正电极和一个负电极)组成的电池和电解质催化将化合物转化为新物质的反应。随着时间的推移,离子 - 电极太少或太多的原子 - 在电极中形成,驱动电子流到电池的负极外部终端,并为你的手机充电。

在非可充电电池中,这些化学反应仅发生一次。但在为智能手机供电的可充电锂离子电池中,反应是“可逆的”。当电池放电时,化学反应产生电能,当电池充电时,化学反应会吸收电能。

快速充电

所以我们已经确定了电池的充放电方式。但要了解充电速度有多快,你必须对充电控制器有所了解。

简要说明:

我们在讨论过程中将指的是伏特,安培和瓦特。伏特是电压的度量,安培是电流的度量,瓦特是电功率的度量。一个常见的类比是浇花的软管:伏特相当于软管中的水压;电流相当于水流量;瓦数相当于喷口喷雾量。

当电流通过智能手机电池时,电池就会充电。更大的电流和更高的电压能更快地给电池充电,但它们的容量是有限的。充电控制器(IC)可防止电流出现危险尖峰。

控制器芯片调节进出电池的总电流。一般来说,锂离子控制器通过测量电池的电池电流和电压,然后调节流入的电流来定义电池充电的电流(以安培为单位)。一些使用DC-DC转换器来改变输入电压,而更高级的集成电路则通过调节充电器输入和电池端子之间的电阻来增加或减少电流。

充电控制器的电流量通常由手机的软件决定。

USB充电标准

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除非你还在使用90年代初的Palm Pilot,否则你的智能手机大多是通过USB数据线充电的。有一个很好的理由:除了USB电缆现在相对容易找到,USB还有一个非常强大、定义明确的充电标准,称为USB电源传输规范(USB Power Delivery Specification)。

USB Implementers Forum总共指定了四种类型,每种类型对应一个USB规范:USB 1.0,2.0,3.0和3.1。

典型的USB 1.0和2.0插头可提供高达5V/0.5A(2.5W)的功率。

这是典型手机的充电率,并不会产生很大的功率。一个2A / USB充电的iPhone使用5V x 2A = 10W。相比之下,白炽灯的平均耗电量约为40W。

默认情况下,USB 3.0端口提供5V/0.9A(4.5W)。

USB-C是新型智能手机上的椭圆形可逆插头,完全是一种不同的东西。它在技术上能够承载USB 2.0规范,但大多数制造商选择USB 3.1,它可能提供更高的电压。

许多USB 3.1设备利用USB Power Delivery(USB-PD)规格,其最大功率输出为20V/5A(100W)。智能手机通常不需要那么大的电量——制造商常会使用较低的安培数(如3A),但它对于Mac-Pro和谷歌Chromebook Pixel等USB-C笔记本电脑来说是一个福音。

电池充电规范稍微复杂一些,它专门处理来自USB端口充电的电源。最新的规范Rev 1.2定义了三种不同的电源:标准下游端口(SDP),充电下游端口(CDP)和专用充电端口(DCP)。 CDP是现代智能手机、笔记本电脑和其他硬件的规格,可提供高达1.5A的电流。

完全兼容的智能手机和充电器遵守USB 2.0和BC1.2的限制,但并非所有手机和充电器都符合要求。这就是为什么,一般来说,智能手机始终默认为最低的充电速度。

不过,USB规格更像是指导而非一成不变。高通快速充电和三星自适应快速充电等快速充电标准超出了USB规格的电压参数,但这是故意的,这就是为什么你的手机只需几分钟而不是几小时来充电。

快速充电标准:有什么区别?

USB Power Delivery

USB Power Delivery(USB-PD)标准由USB Implementers Forum(USB-IF)开发,它是任何制造商可以在任何带USB端口的设备上使用的标准。它能够提供高达100W的功率,因此它适用于智能手机以外的各种设备,包括一些笔记本电脑,只要它们具有USB-C端口。USB-PD也带来了其他好处。电源的方向并不固定,因此你会发现便携式电池充电器,例如,具有USB-C端口,可用于为其他设备充电或为电池组充电。USB-PD也只提供设备所需的电源,因此同样的USB-PD充电器可以以最快的速度为智能手机充电,也能以最高速度为笔记本电脑充电。

不同的制造商采用不同的USB-PD标准。例如,苹果和谷歌就各不相同。

苹果通过USB-PD快速充电

优点:

USB-PD是行业标准,适用于越来越多的设备。

缺点:

你得额外花钱才能享受到这个好处,苹果的盒子里不包括USB-PD兼容充电器。

苹果 iPhone XS,iPhone XS Max,iPhone XR,iPhone X,iPhone 8和iPhone 8 Plus实现了USB-PD,与iPad Pro,12英寸MacBook,Google Chromebook Pixel和联想X1使用的行业标准相同。兼容性是其最大的优势,USB-PD不需要任何特殊的电缆或墙壁适配器。

相关配件:

如果你想利用iPhone的USB-PD兼容性,你必须购买配件,因为苹果没有在盒子中包装USB-C电缆或适配器。而且你需要购买支持USB-PD的Lightning转USB-C线 - 如果你使用带有USB-C转USB-A转接头的标准Lightning线,充电器将默认为最低瓦数。

以下是有关苹果的建议:

苹果29W,61W或87W USB-C电源适配器。

一个类似的第三方USB- C电源适配器,支持USB电源传输(USB- PD)。

充电速度:

无论你购买哪种USB-C充电器,你的iPhone都必须忍受硬编码的安全限制。当容量在0%到79%之间时快速充电开始,当容量达到80%时停止。

如果你不介意花费额外的几美元购买充电配件,你可以获得比其他方式更快的充电速度。使用USB-PD,快速充电的iPhone可在30分钟内从0%充电至50%。

谷歌通过USB-PD快速充电

优点:

相同的USB-PD套件可与多种设备配合使用。

谷歌提供快速充电器和电缆。

缺点:

最高速度并不像其他制造商提供的那么快。

每一款谷歌Pixel手机,从原版到Pixel 3a,都能够使用USB-PD标准进行高达18W的快速有线充电 - 与苹果正在使用的标准相同。它不需要任何特殊的充电器或电缆。

相关配件:

你可以使用Pixel手机包装盒中的充电器和电缆,享受最大的充电速度。 如果你购买第三方配件,请使用任何USB-C和USB 2.0电源适配器和电缆。 如果你使用USB-C转USB-A线,那么无论你连接的电源适配器如何,它都会使Pixel充电速度变慢。

充电速度:

Pixel手机可以快速充电从0%到80%左右,但之后充电速度会慢下来。你会发现大多数手机都有同样的限制。

使用随附的电缆和18W适配器,或任何具有相似或更高等级的第三方适配器,你可以充电15分钟,使用7小时。

高通Quick Charge

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优点:

最广泛实施的充电标准之一。

向后兼容旧版本的快速充电。

内置安全功能可防止过热和短路。

缺点:

Quick Charge 3.0不符合USB-PD标准。

芯片制造商高通公司的快速充电是市场上最广泛实施的充电标准之一。毫无疑问,这是高通系统芯片技术的一个可选功能,如骁龙 855,845,835,820,620,618,617,430等,它们为三星Galaxy S10,谷歌 Pixel 3和LG V40 ThinQ等手机提供充电技术。但该技术与高通的骁龙处理器无关,任何智能手机制造商都可以免费获得Quick Charge的电源控制器技术许可。

技术规格和兼容的适配器:

快速充电通过提高充电电压实现快速充电,从而提高功率。 Quick Charge 4.0+支持越来越受欢迎,你可以在LG G8 ThinQ,Razer Phone 2和小米Mi Mix 3等手机中找到它,它可以提供高达27W的功率。更广泛使用的Quick Charge 3.0的电压范围是最小3.6V和最大20V,Quick Charge 3.0使用智能协商最佳电压(INOV)递增或递减,以在充电期间识别任何给定点处的最有效电压。在其峰值电压下,Quick Charge 3.0可提供18W的功率。

Quick Charge 4和更新版本具有与USB-PD充电器兼容的附加功能,但Quick Charge 3.0及更早版本仅适用于Quick Charge认证的配件。尽管如此,Quick Charge的无处不在意味着有很多选择。高通公司的网站列出了最受欢迎的选项。

充电速度:

高通声称最新版本的Quick Charge 4+可以在15分钟内将智能手机充电至50%。更为普遍的Quick Charge 3.0可在半小时内提供约50%的电量。

在Digital Trends的测试中,Quick Charge 4+在一个多小时内将Razer Phone 2的4,000mAh大电池从18%充至90%。

安全措施:

Quick Charge的智能热平衡通过最冷的路径移动电流,设备传感器监控外壳和连接器温度,以防止过热和短路。

三星自适应快速充电

优点:

内置于所有三星设备中。

兼容Quick Charge 2.0。

缺点:

倾向于保守。

三星的自适应快速充电专用于Galaxy S9和Note 8等Galaxy设备。与Quick Charge和其他竞争快速标准不同,它与Exynos完全兼容,Exynos是三星设备的国际变体中常见的片上系统。

值得注意的是,三星已经提高了三星Galaxy S10 5G手机的充电速度。它具有4,500mAh电池,并通过USB Power Delivery 3.0 PPS(可编程电源)充电标准支持高达25W的充电。三星Galaxy Note 10 Plus使用相同的规格可以达到更快的速度,但要达到最快的充电速度,它需要一个特殊的适配器,具有不寻常的10V和4.5A额定值,输出45W,这意味着它还需要一根5A电缆。

技术规格和兼容的适配器:

三星的自适应快速充电理论峰值为9V/2A(18W),但在实践中往往更加保守。利用自适应快速充电的速度需要购买经过认证的充电器,但大多数三星设备都支持与Quick Charge兼容的配件。

充电速度:

三星不公布自适应快速充电的充电时间。但在测试中,具有3,000mAh电池的Galaxy S8需要大约两个小时才能完全充满电。除非对自适应快速充电标准进行修订,否则这大约是类似设备的充电时间。

安全措施:

自适应快速充电技术统计数据很难得到,但有传闻说,它偏向保守。根据XDA对快速充电标准的详细分析,Galaxy S8 Plus保持了着市场上所有快速充电旗舰机中最低的温度。

摩托罗拉TurboPower

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优点:

内置于所有摩托罗拉设备中。

兼容Quick Charge 2.0。

缺点:

不像一些充电标准那么快。

摩托罗拉的TurboPower标准是Quick Charge 2.0的一个经过调整的版本,在摩托罗拉设备上运行,如Moto G7。

技术规格和兼容的适配器:

TurboPower适配器有三种类型:TurboPower 15,TurboPower 25和TurboPower 30。最快的TurboPower 30可提供5V和高达5.7A的功率,约为28.5W。

TurboPower不仅仅是一个充电器。 摩托罗拉表示,它与制造商合作设计定制电池,并且其电源管理软件监控电池状态和健康状况,然后相应地调整输入电量。

与三星自适应快速充电非常相似,你不需要TurboPower适配器即可为配备TurboPower的智能手机充电。 摩托罗拉的充电标准与任何Quick Charge 2.0(或更新版)适配器兼容。

充电速度:

摩托罗拉声称TurboPower 30可在15分钟内提供长达15小时的电池续航时间。

安全措施:

摩托罗拉表示,TurboPower的热管理硬件旨在避免因热量导致的充电速度减慢,并保持稳定和快速的充电速率。

联发科Pump Express

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优点:

内置安全措施可防止过热,短路。

兼容Quick Charge 2.0。

缺点:

可能比某些标准慢。

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来自: 前瞻网
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