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智能手機(jī)對(duì)于寬帶無(wú)線通信、圖像處理等多方面的需求導(dǎo)致實(shí)際耗電呈指數(shù)增長(zhǎng)。未來(lái)5G通信帶寬將比4G增加10倍,4K/8K等高清視頻技術(shù)逐漸應(yīng)用,CPU、GPU等運(yùn)算電路處理能力不斷增強(qiáng),這一切都將導(dǎo)致智能手機(jī)整體能耗需求將成指數(shù)增長(zhǎng)。
電池容量呈線性緩慢增長(zhǎng),能耗需求缺口逐漸拉大。電池技術(shù)遲遲無(wú)法突破,成為終端使用的最大瓶頸。電池容量增長(zhǎng)緩慢,每年線性提升約15%,而能耗則是呈指數(shù)增長(zhǎng),能耗需求與電池性能的差距愈發(fā)明顯。電池性能曲線將與能耗需求曲線嚴(yán)重脫軌,提高充電速度成為電池續(xù)航的關(guān)鍵解決方案,快速充電已成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。
因此快速充電技術(shù)將成為手機(jī)標(biāo)配。
在電池容量無(wú)法迅速取得突破,手機(jī)用電量又飛速增長(zhǎng)的前提下,快速充電技術(shù)普及尤為必要。中國(guó)信息通信研究院對(duì)快速充電的定義是:30分鐘充電進(jìn)入電池的平均電流大于3A或者30分鐘充電電量大于60%。常見(jiàn)快速充電技術(shù)可分為兩種:
高壓快充:通過(guò)提高電源適配器輸出電壓來(lái)提高終端充電功率和速率
低壓快充:通過(guò)提高電源適配器輸出電流來(lái)提高終端充電功率和速率
快速充電系統(tǒng)包括快充標(biāo)準(zhǔn),快充電源適配器,接口E-marker芯片,線纜,手機(jī)芯片,電池等多個(gè)部分。各部分都必須針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)專門(mén)設(shè)計(jì),才能實(shí)現(xiàn)快充功能,并且保證充電安全。
快充適配器
需要專門(mén)適配器將交流電降為所用快充協(xié)議規(guī)定的電壓電流,并提供足夠安全保證
· 快充線纜
需要能承載5A甚至更高的大電流,并且搭載接口芯片做識(shí)別、認(rèn)證和保護(hù)
· 手機(jī)芯片
對(duì)電源管理IC和處理器提出更高要求,支持在手機(jī)軟件界面充電類型選擇和保護(hù)
· 快充電池
使用專門(mén)的快速充電電芯,充電倍率(充電電流/電池電量)至少在1.5C以上。目前市場(chǎng)上快充手機(jī)電池絕大部分都使用ATL電芯。
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而對(duì)于快速充電現(xiàn)狀,目前標(biāo)準(zhǔn)眾多,亟待統(tǒng)一
?。?)市場(chǎng)快速充電標(biāo)準(zhǔn)眾多
快速充電各家跑馬圈地,標(biāo)準(zhǔn)不一。
市場(chǎng)主流快速充電標(biāo)準(zhǔn)有高通Quick Charge方案,聯(lián)發(fā)科Pump Express和OPPO VOOC方案等,華為和三星也有自己的快充方案。
(2)低壓快充:聯(lián)發(fā)科PumpExpress3.0和OPPO VOOC
聯(lián)發(fā)科Pump Express3.0和OPPO VOOC采用低壓大電流快充方法。
聯(lián)發(fā)科之前發(fā)布的Pump Express 1.0和2.0版本是高壓快充路線,從Pump Express 3.0開(kāi)始移到低壓快充上來(lái)。在低電壓下為了達(dá)到快速充電需要使用比較大的電流,充電線纜需要經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)以承載大電流。PE3.0也是市場(chǎng)上首款采用USB Type-C/PD接口協(xié)議的低壓直充方案。OPPO VOOC則采用恒定5V@4/4.5/5A標(biāo)準(zhǔn)提供高達(dá)20~25W功率。
低壓快充技術(shù)充電效率高達(dá)95%以上。
PE3.0快充方案僅需20分鐘就能將手機(jī)電池從0充到70%。對(duì)于同樣容量電池,使高通Quick Charge 3.0技術(shù)的小米Mi5需要40分鐘,沒(méi)有使用快充技術(shù)的iPhone 6 Plus需要1小時(shí)40分鐘。相比PE 2.0,PE 3.0的功耗降低了50%,效率可提升至95%。效率大幅提升意味著即使使用大功率充電,充電器和手機(jī)發(fā)熱也極為有限。PE 3.0快充技術(shù)將集成于聯(lián)發(fā)科Helio P20及之后版本的處理器中,終端產(chǎn)品將于2016年末上市。
?。?)高壓快充:高通Quick Charge為代表
高通QuickCharge采用高壓快充標(biāo)準(zhǔn)。得益于在手機(jī)處理器端的統(tǒng)治級(jí)地位,目前有超過(guò)100種智能手機(jī)都采用高通Quick Charge的方案,現(xiàn)已發(fā)展到QC3.0。QC3.0采用高壓快充技術(shù),通過(guò)3.6~20V動(dòng)態(tài)可調(diào)節(jié)電壓和最大3A電流以實(shí)現(xiàn)最大36 W充電功率。同時(shí),QC 3.0采用了最佳電壓智慧協(xié)商(INOV)技術(shù),可讓受電裝置自行判斷,以最適合的功率級(jí)別進(jìn)行充電,將能源轉(zhuǎn)換效率最大化。
QuickCharge標(biāo)準(zhǔn)兼容USB Type-C接口。高壓快充的方案使得用普通線纜就可以滿足充電要求。但由于充電技術(shù)的不同,總體效率和充電速度比聯(lián)發(fā)科的低壓快充方案要低一些。Quick Charge 3.0效率較第二代提升最高達(dá)38%,并有額外的機(jī)制用以保護(hù)電池壽命周期。此外,若與高通技術(shù)公司最新、最先進(jìn)的并聯(lián)充電模組同時(shí)使用,Quick Charge 3.0能較第二代提升最高達(dá)27%的快速充電速度,或者減少最高達(dá)45%的功率耗損,且比Quick Charge 1.0充電速度快2倍。
評(píng)論
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