快速充电的标准

USB 接口是移动设备的标准接口,不管是哪种 USB 口,你的手机,或者平板之类的总是有一个 USB 接口,当然现在已经开始逐步由无线充电的选择,可是有限还是最基本的标配。

这里就不介绍充电接口了,反正是 USB 口,包括 USB-C,Micro-B,可能以后还有其它的接口。

首先是 USB PD 协议,也就是 Power Delivery 功率传输协议,这是基于 USB 3.1 针对 USB-C 接口的充电功率最高达 100W。

市场上的移动设备的厂商目前采用的快充协议有,QC4.0,QC3.0,SCP,FCP,P3.0,PE2.0,VOOC等等。
主要分两类,高压低电流和低压大电流,两外还有一种是高压大电流。

因为充电是用直流电充电的,在电池电量一定的条件下,其充电功率越大,所需充电的时间越短。充电功率=电压 X 电流。所以上面所说的总共三种就是这样来的。

高压派的缺点是转化率不足,有大概10%的电能转化为热能;大电流派的缺点是兼容性差成本高。

早期的移动设备出现的时候,充电器的功率很小,一般就是 5V/500mA,算下来就是2.5W的功率。后来有出现 5V/1A,就是5W的充电器。

QC 1.0

直到2013年,高通的 QC 1.0,QuickCharge,快充1.0出现了,他的标准是5V/2A,功率达到了10W。
2014年,USB Type-C接口出现,可以正反插入都没有问题,可以最大支持5A的电流,当时MicroUSB口还非常普及,如果用提高电流的方法,这种接口会承受不了。于是出现了高压快充方案。

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QC 2.0

高通为usb接口设计了一套通过改变USB接口的d+、d-两脚电压,实现充电头手机相互识别的握手协议。在手机通过握手协议申请更高电压后,充电器就输出手机申请的电压。而不支持QC2.0的手机则得到5V电压,使快充充电器仍然向下兼容5V普通充电器。这就是高通QC2.0的充电方式。根据电压档位的不同,又可以细分为classa和classb两个版本。其中A级标准支持5V、9V和12V三种电压,适用于智能手机、平板电脑以及其它便携式电子设备。B级则支持20V电压,最大可以输出40w功率,应用用对充电速度要求更高的设备。

VOOC

同时 Oppo 公司提出的新做法,就是在普通 MicroUSB 口中增加两个触电,变成了非标准的额接口。普通的是5根线,或者说5针的接口,而Oppo的是七根线,或者说七针的口。

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推出的快充就是 5V/5A的 25W 怪物,充电过程中的发热源就到了充电器中,手机的充电发热情况明显改善。这样特别的当然就是"充电5分钟,通话2小时"。

这种技术,就是要专用的线,专用的手机,专用的充电器。

2016年,Type-C接口逐步普及,各家厂商的旗舰机基本都是这种接口了。此时就出现了低压大电流的方案了。

usb-type-c.jpg

华为 SCP,Super Charge Protocol,4.5V/5A 方案。

联发科的 PEP 快充,在魅族手机上用于 mCharge4.0的 5V/5A。

努比亚的快充,NeoCharge,是5V/5.2A的26瓦低压大电流方案。

群雄混战的结果就是各家的协议都不兼容,于是 USB IF 协会出面搞事情了。

USB Power Delivery 3.1

主要提供的特性:

  • 增加功率,支持最大100W。这是相当高的功率了。
  • 电源的方向是不固定的。
  • 优化的电源管理方案,允许每个设备只用其所需的功率,如果应用程序需要可以增加其功率。
  • 智能化,弹性系统级的电源管理系统。
  • 可用于低电源方案中。

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现在快充的几种 profiles:

Profile 1: 5V@2A 10W,默认的基本版。

Profile 2: 5V@2A,12V@1.5A 18W

Profile 3: 5V@2A, 12V@3A 36W

Profile 4: 5V@2A, 12V / 20V @ 3A 60W,只限于 Micro-B/AB 接口

Profile 5: 5V@2A, 12V / 20V @5A 100W, 只限于标准 A/B 接口

在市场上可以买的的大多数快充充电器上都会标识所支持的快充标准:比如 PD3.0,QC 3.0, QC4.0, 华为 FCP,或者苹果手机快充,有的时候一个快充充电器不能同时给两个或以上的设备进行快充,这个时候就要看看说明书了。

一般标识了 PD 的,而且是用 Type-C 接口的,同时也兼容 QC 4.0,FCP等等协议。



作者: David Yin
原载: Free Thinking
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