手机下载电子书，为什么你的手机充电更快？解密快充背后的那些事-掘金网

手机下载电子书，为什么你的手机充电更快？解密快充背后的那些事

菜鸡 • 24 9 月, 2020 7:36 下午 • 掘金笔记

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7 月 31 日新闻，据 AndroidAuthority 报道，快速充电已是当今智能手机的必备功效，它使我们的手机在忙碌的日子里始终充满能量。然而，差别的手机制造商有差别快速充电尺度，有些尺度只适用于特定的线材和充电器，而其他尺度则需要较高的电压。这可能会让人以为有点儿疑心，下面让小编辅助人人梳理下其中的要害。简而言之，快速充电增添了进入电池的电流，让电池更快地充满电。基本版的 USB 只传送 0.5 安培的电流，使用 5 伏电压，功率只能到达 2.5 瓦特。而快速充电手艺则提高了这些规格。华为的 5 伏/5 安培 SuperCharge 充电器能发生 25 瓦特功率，三星的 9 伏/1.7 安培 Adaptive Fast Charging 能发生 15 瓦特功率。所有的快速充电服务都有一个配合的主题——更多的电能。

这只是基本的概述，实际上给电池充电要庞大得多。在此之前，让我们更详细地看看所有快速充电尺度之间的差异：

1. 快速充电尺度注释

1）USB-PD 手艺

USB 快充协议（USB-PD）是 USB 尺度化组织 USB-IF 在 2012 年公布的官方快速充电规范。该尺度适用于任何带有 USB 接口的装备，条件是其制造商包罗需要的电路和软件。就像所有的快速充电尺度一样，USB-PD 实现了一个数据协议，在充电器和手机之间举行 “相同”。这就为充电器和手机提供了最大限度可容电力的尺度。

USB-PD 以为，基本的 USB 充电速率最高可达 100 瓦特输出功率。可用功率的巨细被分成差别的额定功率，在差别的电压下运行。7.5 瓦特以上和 15 瓦特以上模式最适用于手机，27 瓦特及以上模式适用于笔记本电脑和其他高功率装备。该尺度还支持双向供电，使你的手机可以为其他外围装备充电。谷歌的 Pixel 系列智能手机接纳了官方的快充规范。苹果还在 iPhone 8、iPhone X 和最新的 MacBooks 中接纳了这一尺度。但许多公司更喜欢自己专有的充电尺度。

2）高通 QC 快速充电手艺

高通的 QC 快速充电手艺曾一度被视为智能手机行业的默认尺度，由于它在 USB-PD 前普及了快速充电的观点。最新 4.0+快速充电与 USB 快充协议兼容，允许更快的充电速率和更普遍的支持。快速充电是高通骁龙处理器的一个可选特征。因此，一部手机拥有高通芯片并不意味着它支持快速充电。即便如此，许多手机都拥有快速充电支持，包罗 LG V30、LG G7、三星 Galaxy Note 8、HTC U12+等等。由于快速充电尺度的普及，传统充电器和第三方配件的生态系统也加倍普遍。

3）其他尺度

在智能手机的生态系统中，许多机型使用的是内部手艺，而不是上述更普遍的尺度。然而，这些尺度中只有少数是真正专有的。许多都是用差别品牌重新包装的快充协议或快速充电尺度，或者对手艺举行某些特殊的调整，三星的 Adaptive Charging 和摩托罗拉的 Turbo Charging 手艺就是其中之一。其他尺度，好比 OPPO 的 VOOC 和华为的 SuperCharge 等运作方式截然差别。这大大增添了大功率充电的电流，而不是增添电压。有些公司可能支持多个尺度，或者至少确保自家与差别的快速充电方式具有某种程度的兼容性。不幸的是，当使用差别充电器、甚至差别的电缆时，你会获得许多不能预估的充电速率。在测试了几款手机后，研究人员发现，凭据使用的充电器和电缆差别，每部手机充入的电量有很大差异。最好的效果通常是使用手机原装充电器和电缆获得的。

2. 若何快速给锂离子电池充电

既然我们已经了解了这些尺度，那么让我们来研究一下，充电速率多快才气加速电池充电。在智能手机和其他电子产品中使用的锂离子电池不会以线性方式充电，为此充电周期可分为两个差别的阶段：

第一阶段是增添电压，或称恒流阶段（constant current phase）。随着电池充电的增添，电池电压从最低的 2 伏稳步上升到最高的 4.2 伏左右。这取决于差别的电池。在这个阶段，电池获得最高的峰值电流，直到电池电压到达峰值，峰值电流保持稳定。第二阶段，当

电压变得恒定，电流就会最先下降。跨越这个点的电池就会削减电流输入，因此充电会变慢。这就是为什么手机在 50% 或 60% 电量时充电更快的缘故原由。快速充电手艺行使的就是恒流阶段。在电池到达峰值电压之前，将尽可能多的电流注入电池中。因此，当电池电量不足 50% 时，快速充电手艺是最有用的，但当电池电量跨越 80% 时，这种手艺几乎没有用果。顺便说一句，恒流充电对电池的历久康健危害最小。较高的恒压和热度，不利于电池寿命。

最后，通过手机内的充电控制器电路控制传送给电池的电压和电流。再连系温度和电压传感器，控制器可以治理电流的巨细，以优化电池的充电速率和历久的康健状况。

3. 在高压下快速充电？

有些人可能已经发现了一个显著问题：若是锂离子电池的电压通常在 3 到 4.2 伏之间，那么使用高压充电器不是很危险吗？通常情形下是这样，但智能手机的电路会让电压下降，电流上升。这使传输的功率保持稳定，同时可将电压限制在正常范围内。不外，快速充电线材不能充当交流电压通报的前言。若是你看充电器的后头，可以发现直流电流图标。而 USB 也总是直流电源系统。高压快速充电电路接纳开关式降压电源，也称为 buck 逆变器。该电路接纳高直流电压，并将其转换为低直流电压。在理想情形下，由于它的 “电荷泵” 特征，它还能将电流增添数倍。它本质上是个开关，用于切换输入电压，为具有大量电流的电容器充电。

从 10 伏/1 安培级降至 5 伏级，理想情形下在转换后可发生 2 安培电流。在现实天下中，总是会有些与这些转换相关的损失作为热量散失。开关电源通常比线性调节器虚耗的能量更少。

4. 为什么要使用更高的电压？

使用高电压有两个主要缘故原由。首先，开关电源比线性调节器更有用，线性调节器通过散热降低电压。这对于让我们的手机和电池保持凉爽尤为重要。第二是 USB 电缆的电源消耗，尤其是较长的 USB 电缆。电阻器（如导线长度）会凭据流经电阻器的电流 (欧姆定律 V=IR) 而降低电压。使用较高的电压和较低的电流来传输相同的功率，在较长电缆上消耗较少。这是更有用的方式，也是为什么主电网需要使用数百伏高压而不是 5 伏电压运送电力的缘故原由。

然而，需要权衡的是，与线性调节器相比，buck 逆变器更容易受到电流限制。最大输出功率取决于电感的巨细、电容和电压纹波、开关频率以及晶体管的功率能力。只有通过更传统的线性电压调节器才气到达很高的电流。这就是为何有些低电压的 5 伏快速充电手艺（好比华为和 OPPO），提供的总功率比高通和三星的高电压版本更大的缘故原由。

结论

快速充电包罗了种种差别的手艺，每种手艺都有各自的优缺点，这就是为什么市场上有这么多差别尺度的缘故原由，由于各公司都采取了自己的方式来加速充电和延伸电池使用寿命。数十年前，高压充电已经成为常态，现在的手艺正在实现更低的控制电压和更高的电流以进一步提高充电速率。然而，这需要更粗的电缆，并增添了令人头痛的兼容性问题。USB-PD 已经被普遍接纳，它可能会成为未来所有 USB 充电尺度的支柱。只管我们可能看到有些公司在支持这一通用尺度的基础上，正实验研发自己的更快解决方案。