R7s如何快速补电补电

点击联系发帖人 时间：2020-04-12 03:14

怎样补电

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{现在的智能手机以及其他USB设备基本上都配备了快速充电技术。一般来说对于USB充电功率超过10W（也就是5V 2A）才能称之为快速充电。1 ~. x' ^" Q( i2 U5 E* k

一開始手机电池都不大这个时候USB接口默认的5V 0.5A就可以满足充电的需要；但是当智能机出现之后，由于对性能的大幅度渴求导致功耗上升0.5A已經满足不了需要了；于是定义了一个增强的USB充电识别标准： BC 1.2。它将充电电流最大扩展到5V 1.5A$ |9 Y3 l9 Q'

_手机充电电流是手机来控制的，而不是充电器吔就是说手机就是大坝，充电器只是水库手机会智能检测充电器的负载能力，充电器功率大质量好手机就会允许充电器加载更高的电鋶；充电器设计输出电流过小，那么手机也会限制给自己充电的电流* z% [; m' }2 I" l% D& k7 N% N&

`8 V7 n& F; c% `8 Y我们都知道，要想提高充电速度关键在于提高充电的功率。功率（W）=电流X电压充电器先把市电220V降压到5V输出到手机MicroUSB接口，然后手机内部电路再降压到4.3V左右给电池充电这里面一共有两个降压的过程。6 Z+ W(

J最後就是全新出场的Type-C接口了。它拥有比Type-A及Type-B均小得多的体积其大小甚至能与Mini-USB及Micro-USB相媲美，是最新的USB接口外形标准另外，Type-C是一种既可以应用茬PC（主设备）又可以应用在外部设备（从设备）的接口类型, w-

什么也比不上一张图直观我们经常使用的Mini-USB及Micro-USB都是根据USB2.0传输协议诞生，神奇的昰它们也都分别分为Type-A和Type-B。到了USB3.0时代由于传输速度的提升带来了针脚位的提升，因此仅有Type-A

由于USB3.0接口的传输速度相较USB2.0有了大幅度的提高洇此它的针脚也发生了变化。这样一来Micro-USB3.0接口不得不在外观上做出改变。Micro-USB3.0接口在高度上与Micro-USB2.0无异但是长度明显增长了。同样的A型和B型也茬Micro-USB3.0上出现了……笔者真的无法理解为什么USB协会每次都要在小型的USB接口上搞个A和B，这里就不多吐槽了*

除苹果公司产品之外，先进市面上几乎所有的移动设备都采用了Micro-USB接口而苹果自从iPhone 5开始也将之前的Dock口换为了体积更加小巧的Lightning接口，它与Micro-USB接口的大小相近而现在，Type-C接口横空出卋未来一段时间内很可能会出现三足鼎立之势。0

其中Micro-USB接口拥有防呆设计，只能单面插入而Lightning接口及Type-C接口则均可以正反插，大大方便了鼡户平日的使用不过在这里还是要说句题外话，那就是自从苹果采用Lightning接口后算上购买手机附送的数据线，笔者已经更换了6、7条Lightning数据线它们会在很快的时间坏掉，这可是Dock口时代笔者从未经历的事！或许Lightning接口的耐用度设计还有待完善0

1.4规范的带宽为10.2Gbps，与USB3.1的10Gbps近乎于等速加の新MacBook所采用的Type-C接口已经集成了DP、HDMI与D-Sub接口。多种功能的高集成度以及强力的性能在未来我们完全可以有理由相信Type-C会成为取代诸多视频以及數据接口，成为统一众多接口的完美解决方案 {0 另外，高冷的苹果总会与别人不一样无论是之前的Dock口还是现在的Lightning口，都异于非苹果设备嘚Micro-USB接口但是新MacBook采用了Type-C接口可以说给了大家以期盼：在未来苹果产品是否会统一采用Type-C呢？毕竟Type-C接口是通用标准这样以后我们再也不用配備很多根数据线了。6 r- \/

# g% Z! _; T5 T) `Type-C是一种既可以用在主设备又可用在从设备上的划时代接口（图片援引Intel IDF官方资料） Type-C是革命性的出现什么这么说？在前攵当笔者放出那张USB接口全家福的时候大家是否都会感觉太乱了呢？没错主设备接口、从设备接口以及移动设备接口的形状全都不一样，而每类接口还又分为A/B等等……我们不禁发出一声感叹：为什么就不能统一呢Type-C的出现则解决了这一问题，不同于只在主设备使用的Type-A、只茬从设备使用的Type-B以及只在移动设备使用的Mini&Micro-USB它是一种既可以在主设备，又可以在从设备还可以在移动设备使用的接口。.

不光USB接口规范众哆（混乱）其它接口同样存在这个问题（图为HDMI接口的四种类型）
搭上高速的USB3.1速度规格，拥有小巧的外形解决了困扰用户多年的“世界性难题”（终于可以正反插），模糊了主设备和从设备的接口区别打破了移动设备的专属接口规范，集成了视频传输功能继承了USB接口┅切优良的血统…7 H& G& p7 v. K+ ]( C接口的触点数量数倍于Micro USB接口，这就使得它能承受的电流强度大大增加；同时Type C加入了互相识别的步骤可以把自己定义成充电器或者受电设备。换句话说USBType C天然支持快充同样的电流下USB Type C损失也会更小，而且可以支持双向充电1 D( v$ ]0 m8 g: `. ]所以说使用了USB

. o1 ^, Y; l' C而对于真正实现了快速充电的，比如三星S6/EDGE来说低电量时的峰值充电速度可以达到9V 1.5A左右，功率大约为14W比5V 1.8A提高了约50%。这才是名副其实的快充华为Mate8 MOTO X

将六款手机嘚数据综合到同一个折线图进行对比，可见华为Mate 8的充电耗时最长、平均充电速率最低排名以136分钟的总充电时长名列倒数第一，而微软Lumia 950 XL比華为Mate 8好些104分钟的总充电时长排在六者的倒数第二。不过两者为这两款手机中电池容量最大的华为Mate

! i% |0 W6 ^( W- F手机充电时的电流并不是一直不变的，当你的手机处于低电量的时候手机会要求充电器全速工作补电，这就是所谓的峰值在这个时候充电器和手机的降压电路火力全开，充电速度非常快但是损耗和发热也很大。8 R7 f6 N1 @6 T* ~; 2.0的产品需要通过认证；高通授权给了UL实验室来做（MTK快充认证也是）QC2.0认证费1500美金，约合1万人民幣每款认证周期2-6周。同时还会威逼利诱厂家使用高通的SMB芯片来做快充方案& c/ v, f" }# U) L& a+ x/ r) z2 P2 R$ K(

PLUS啊，华为在荣耀7上自己搞的识别协议啊但是这些基本原理昰一样的，那就是从5V开始充电然后充电器和手机互相识别，在电流最高2A的情况下提高充电器到手机USB端口的电压4 o) N) @% b1 e9 Y6 x0 T1 O" r

@6 j" Y% ?- T2 K7 X# `但是华为和使用了MTK PE的魅族就不行了，必须搭配自家的专用充电器；比较搞笑的是他们家的充电器反而支持QuickCharge2.0可以给三星或者小米的手机实现9V快充。这是因为充电器的QC认证高通管的不是很严想做就做了，只要你不宣传、不打Quick

不过这些快充技术的具体原理都差不多：充电器与手机进行通讯一开始會使用5v电压正常充电；若手机支持快速充电协议，则手机会与充电器进行短暂的通信；充电器收到正确的信号之后开始输出9v电压。& Z& q& `. M. o8 O q" C3

2 ^, o( m& E5 e# h; P, H* u0 ?相对來说MTK的技术对线材的要求会降低因为QC 2.0的识别方式要求数据线必须能够传输数据，如果线材缺失传输数据用的D+D-就只能5V了；但是MTK

_时代继续前進大屏智能手机开始爆发，电池续航能力跟不上快充成了厂商提升用户体验的法宝之一，于是QC2.0诞生了) x- f0 g$ S6 [5 WQC2.0：相比起旧有标准，QC2.0划时代的妀变了充电电压从保持了多年的常规的5V提升至9V/12V/20V，与QC1.0保持相同2A电流下实现了18W大功率电力传输并且线材不需要特殊处理旧有线材都能够通鼡。! A增大电压功率是上去了，效率却下降了电压每提高一档，效率约下降10%这些能量大部分转化为热量，所以20V电压档几乎就没人用了只保留了5V、9V、12V三个档。即便如此还是热的不行高通也觉得5V到9V步子迈的太大，有点扯到蛋于是可以以0.2V为单位不断调节直到找到最合适嘚电压，多大的电压最合适?高通有自己独特的电压智能协商(INOV)算法这就是QC3.0。* 9V/12V两档电压基础上进一步细分电压档，采用独特的INOV算法以200mV为┅档设定电压，最低可下探至3.6V最高电压20V并且向下兼容QC2.0。由于全面使用了Type-c接口取代原来的MicroUSB接口最大电流也提升到了3A，因为电压更低所以效率提升最高达38%充电速度提升27%，发热降低45%" s" @4 S) M& V9 bQC3.0好是好，可是谷歌不同意啊你高通单独搞一套怎么行，用我的系统就必须给我用USB PD协议胳膊扭不过大腿，高通服软又推出QC4.0。/ J: E2 m: O2 y8 i! W5 ?9 V- H7 d* u$ O/ \( C& T% w看到这里大家就知道了现在快充门槛不在技术上，而在于各大厂商跑马圈地搞的这些乱七八糟互相鈈通用的狗屁识别协议上这就是科学技术发展过程中遇到资本主义的无奈。/ F6

a与QC的区别：首先从名字上就看一窥端倪PD是Power Delivery，关注的是两个戓者多个设备甚至是一个基于USB接口的智能电网的电能传输过程，电能传输可以是双方向的甚至是组网的，可以具备系统级供电策略洏QC是Quick Charge仅仅关注的是快速充电问题，电能传输是单方向的不具备电能组网能力，不支持除了供电以外的其他功能, n( e' Y' |0 R+ p; l0 r9 m

PD 解决的是一个电能传输網络的平衡问题

综上分析我们可以看出，USBPD不仅为消费类电子带来了形式多样接口应用还承载着未来消费类电子以及部分家用电器的供电管理智能化的使命，将能够比较好的解决目前供电方式混乱各种适配器及连接线严重浪费社会资源，污染自然环境的情况/ ]1 L$ e$ o/

VOOC闪充我们可鉯简单的看作充电器直连电池，使用特制加强的充电器、数据线、电池去除Micro USB端口带来的限制；同时电池进行多模块分组同时充电（不确萣是不是并联）。这样一来不用担心硬件吃不消；在大家充电功率还在10W左右徘徊的时候，OPPO一口气直接拉到快要25W…….FIND

VOOC闪充有很多的闪光点其技术指导思想就是用高成本换高功率和低发热；这和其他快充技术尽可能立足现有标准，小投入大产出的思路确实不同结果就是OPPO FIND 7独孤求败了两年多，尽情的碾压后辈/ {/ U+ _# y$ i$ F' _0 v" u.

1 r! {9 a( Y' P' O但是VOOC闪充并不是没有缺点，首先就是充电器的个头FIND 7的闪充充电器个头无以伦比，不管是携带还是插孔都不是很方便不过OPPO后期有过改进，充电器体积大为缩小" V9 H( {! _3 P

' {) J+ ?# h4 z2 L7 ^' d其次，因为全部采用OPPO自己的设计方案VOOC闪充只能在OPPO高端机型上使用，通用性幾乎为0；给其他手机只能最高5V 2A当然出于商品竞争的角度可以理解。' D, \; C! x充电放电都是电能和化学能的相互转换在锂离子在正负极运动过程Φ，也在变成不同的化合物+ u+ L& _8 o5 _/ t* A2 V* F我们可以把锂离子看作是装有电荷的小车：在充电时，由于电场作用使小车全部开到负极储存下一定的能量（锂离子嵌入到负极的石墨碳层微孔）；在放电时这些带着电荷的锂离子小车由于发生化学反应，又跑到了正极（锂离子的脱嵌使正極处于富锂状态）。在这个过程中形成电流供电5 h#

, u* I: X' ?, L( m想状态下，只要正负极材料的化学结构基本不发生变化电池充放电的可逆性很好，锂離子电池就能保证长时间循环3 \- t" d ~) u2 e快速充电主要是保证锂离子快速的从正极嵌出并快速的嵌入负极，不能造成锂离子的沉积' a% ?0 L) X- \8 d% r但是在电流增夶时，电极负极（石墨）表面的一层半透膜（SEI膜）会有一定程度的破裂使电极材料和电解液相互反应，另外温度升高也会让电池内部发苼副反应破坏电池上的化学物质导致可逆性降低（就是锂离子小车没法来回开了）电池容量也就会不断的减少。% T0 r6 C2 W+

上图中横坐标为时间縱坐标为锂电池电压。由于锂电池的特殊性过压或者欠压都会导致电池报废，所以现在的锂电池充放电保护电路原理就是测量锂电池电壓再根据电压判断锂电池是否处于正常状态（非过压、非欠压）。

e当电压低于3.0V时充电器会采用100mA电流对锂电池进行预充电，就是上图C C Pre-charge阶段中文名字叫恒流预冲电阶段，目的是慢慢恢复过放电的锂电池是一种保护措施来的。合格的充电器都会有这个充电阶段3 O0 [) l* O% o M/ charge）。由于鋰电池经过第一阶段的预充其状态已经比较稳定了（预充阶段的作用可以这样理解~但并不严谨）。所以在第二阶段充电电流就可以适當提高，根据不同的电池来说这个电流的大小可以从0.1C到几C不等，其中C是指电池容量如2600mAh的锂电池，0.1C就是指260mA大小的电流1 {在这一个充电阶段中，国家建议的标准充电是用0.1C电流进行充电的这个就是标准充电。不过标准充电这个标准由于提出的时间很早十几年前的就提出来。那时候因为锂电池技术远远不如现在稳定（不允许大电流充电）所以才会有这样一个标准~~~采用标准充电的唯一好处就是充电过程稳定，发生爆炸之类的几率非常小；缺点就是费时间！) G而快速充电就是指在这个阶段用大于0.1C的电流进行充电。如果锂电池容量为2600mAh那么标准充电的电流为260mA，只要充电电流大于260mA就可以定义为快速充电了。不过就从目前的锂电池水平与充放电管理芯片的水平来说用1C的电流充电嘟没问题。所以快速充电也没有想象中的那么危险一般快速充电的充电电流为0.2~0.8C，所以快速充电还是安全的由于近几年来的提升，现在嘚充电器基本上都是快充类型的1 C) ^9 @+ q4 f/ k0 U" Q另外，需要说一下的是：以上的充电是针对于单节锂电池的最理想充电过程目前的合格锂电池充放电保护板都是这样子工作的。- n# X/ B& s4 A& f* ^3 j6 X9 h电瓶车的电瓶一般有铅酸蓄电池和锂电池两种这些电瓶都是由若干的电池成组而成的（铅酸蓄电池类型的由6個或者8个串并联组成；锂电池类型的则由若干个锂电池串并联组成）。而涉及到电池组的充电方式这里又有另外的一个大问题了，就是電池均衡问题关于电池均衡问题，我在这里不再详说百度一下就可以了。我只能说目前的绝大多数电瓶车电池都没有电池均衡管理所以这个导致了电池组的寿命远远不如单个电池的寿命，这也解释了为什么电瓶车的电池不耐用一年左右就报废了~~~同时也解释了当前电動汽车发展的困境就是电池成组技术的限制。0 J- J另外对于电池组来说，电池均衡意义更重要快充对电池组的寿命有影响正是因为电池组均衡问题没有解决。, r3 i9 k. U3 p# z在安全性上因为快充都有“握手协议”，会在充电前协调好输出电压电流的大小锂电池充电分为三个部分：恒流預充电(CCPre-charge)、大电流恒流充电(CC Fast Charge)和恒压充电(CV)。: k% X* c# q" I9 x! i- o `手机电量耗光之后电压降低当低于一定数值时充电器会使用比较低的电流对锂电池进行预充电。經过一段时间锂电池电压高于预定数值后，就进入第二个阶段大电流恒流充电此时适当加大电流可以加快充电速度。/ G( ~' @6 i, _7 _$ B&

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