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【PConline 杂谈】随着智能手机以及便携式移动电子设备的普及，电池成为了一切功能得以实现的基础，而便携电子设备常用的锂电池能量密度却没有多大的突破（许多新型的锂电池还没有达到商业化量产阶段）。针对电子产品体积上的不断缩小+用户对续航性能需求的不断增大，手机厂商采用了“曲线救国”的方法:快速充电技术，而快速充电也成为如今智能手机不可缺少的配置。 高通/联发科快充方案更通用 联发科的Pump Express Plus与高通的QC 2.0是如今安卓阵型最为常见的快充方案，其与非快充/上一代快充相比手机输入电压提高了不少，Pump Express Plus新增了除5v之外的12v/9v/7v，而QC2.0则新增了9v/12v/20v（B组）。 至于为何要通过增大电压去增大充电功率达到快充效果呢？相信大家都知道发热功率=电流²x电阻。所以提高充电的电流就会导致发热功率的提升（虽然提高电压也会导致发热增多，但提高的电压是加载在总回路上，而不是纯发热部分，但增加总的电流就会直接增加发热部分的电流），这也让提高电压成为了更适合的解决方案。 当然，通过减少回路中的阻值也可以提高大电流的承受能力，像VOOC闪充，就是通过增加充电线缆的线路数量/电池触点的数量来增大电阻的横截面积，降低阻值从而降低发热，但这也造成了它需要定制的充电线，定制的电池、充电头以及机身内部线路，成本增大的同时也难以适配到其他机型。所以支持更通用的Pump Express Plus与QC 2.0作为快充解决方案显得更明智。 快速充电通过电信号进行识别 关于快充如何实现？大概可以这样比喻:手机就是丈母娘，充电头就是你，丈母娘要啥你就给啥，不然别想娶媳妇回家。而快充就是手机会把一些特别的电信号作为代码传给充电头，让充电头输出不同的电压。 以高通QC2.0为例，在手机插入充电头充电之前，充电器默认把D+和D-短接（一般5针microUSB口阵脚定义为VCC D- D+ ID 底线），当手机插入充电头时（手机和充电头都支持QC2.0），则手机将会读取hvdcp进程，然后在D+端加载一个较弱的电压，这个时候因为D+与D-短路，所以两路电压数值一致，在该电压保持1.25s之后，充电头断开D+与D-，此时D+有电压但D-降为0，手机就认为该充电头支持QC2.0协议。 此时手机再次读取power_supply中voltage_max的数据，通过改变加载在D+/D-上的电压值向充电头申请不同的电压值（QC3.0只是在2.0的基础上细分了充电头的输出电压，比QC2.0损耗更少发热更低）。而联发科PE快充则是通过电流的波动作为申请信号，无需使用到D+/D-针脚。 而对于充电头适配后的充电过程来说，对锂电池进行充电大多基于恒流、恒压这么一个过程，在电池电压低于充电限制电压时，采用恒定电流进行充电，而随着电池的充满程度越来越高，电池的电压也会升高，此时就要通过动态地降低电流来维持电压的稳定，当充电电流降低到预设值时，充电结束。 无需过度担心快充带来的损耗 对于快速充电会带来损耗，笔者认为还是无需过分担心的。首先从充电的的过程来说，充电头输出的电压并不是直接加载到电池上面，在microUSB口与电池之间还需要先经过一个开关变换电路（说白了就是一个变压电路），其电压的转换可以简单列为:输入电压x输入电流x转换效率=输出电压x输出电流，在保证输出功率一定的条件下输入电压越高，输入电流就会越低，而又根据上文提及的发热公式，电流越低发热也就越小，对原件的损耗也就越少。 而电池方面，现在常见的锂电最高允许充电的电流都至少有1C，一块3000mAh的电池1C的充电能力也允许达到3A，况且现在支持1.5C甚至2C的锂电大有所在，所以用户更加不用担心电池的问题。 而逐渐流行的Type-C接口其触点的数量已经比microUSB口多，这也让Type-C能承受更高的电流。此外，手机厂商也不停地在快充可靠性上面堆料，例如金立的双电池，vivo的双充电芯片，双充电电路，OPPO的更优质充电线缆以及充电头等。 此外，即使没有上述的堆料手段，手机内部都会设计有相当多保护的机制，例如过充保护，过压保护，高温自动断电等，这些措施都是为了让充电过程更稳定更安全，延长手机电池的使用寿命，消除用户对快充心理上的负担。 写在最后 高通如今已经在全面推进QC 3.0快充协议的使用，联发科新快充协议也在密锣紧鼓地研发当中，国内不少厂商也将基于这两项基本协议衍生出更适合自己的快充功能。而各国的电池研究机构也正着力于改变锂电的电极和结构去提升锂电的能量密度以及降低电池的损耗速度。种种现象表明，我们正在迈进“全民闪充”时代，未来闪充的普及也会像如今智能手机的拍照功能一样，成为手机的新一代“标配”。
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发表于 2015-11-20 15:06:22
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