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快充技术,你了解多少?

快充技术,你了解多少?

充电5分钟,通话两小时”成为OPPO手机一个最具竞争力的优势。近年来,手机硬件飞速发展,CPU从当年的低频单核到目前的高频四核、八核,甚至十核,但是在性能高速提升的同时,电池的续航能力成为智能手机发展的瓶颈。而锂离子电池近年来的发展受限于材料本身容量,在短期内大幅提高电池的续航能力是不大可能的。正因为如此,快充技术应用而生,通过缩短充电的时间以一种曲线救国的方式解决电池的续航问题。那么问题来了,什么是快充技术?快充对电池的性能有什么影响?快充是否安全?

什么是快充技术?顾名思义,快充是一种能使手机在短时间内充满电的快速充电技术。由能量E=ItU,可知在电池容量一定的前提下,电压和电流是决定充电时间的关键因素。快充有三种不同的实现形式:

(1)  电压不变,提高电流

(2)  电流不变,提高电压

(3)  同时提高电压和电流

首先,快充对锂离子电池最直接的影响就是发热问题。三星Note 7的爆炸成为目前关注的热点,对于爆炸的原因至今都没有给出一个明确的解释。Note 7电池容量为3500mAh,采用了9V快速充电器,充电过程中的电流比较大,造成电池极化严重,充电效率降低,产生更多的热量。同时Note 7的防水防尘功能必定要求良好的密封性,这会进一步导致在快充和使用过程中散热的困难,从而聚集大量的热量。这是Note 7电池采用快充存在的安全隐患,可能会对手机的爆炸贡献一点“”力量“”吧。

低压快充OPPO是低压快充的最成功代表。OPPO采用的VOOC闪充技术是根据低电压高电流的模式,在电池容量固定的前提下,采用安全5V的低压,通过增加电流(5A)的方式来是缩短充电的时间,将智能手机的充电速度提高了4倍以上(30分钟可以达到3000mAh的75%)。同时,与其它的高压快充相比,VOOC闪充专门定制了从适配器到端口到手机内部的全端式五重防护,实现更加安全的快充。

快充技术,你了解多少?

高压快充:高压快充是将220V的电压转换为20V/12V/9V再到4.2V/4.4V,该过程存在降压的转换,需要在充电电路中设计多重降压电路。首先220V的电压经充电器降压电路转换为充电器的电压,之后充电器电压经手机中降压电路转换为锂离子电池的额定充电电压。该过程由于降压转换的损耗过多,充电器和手机都会有不同程度的发热现象。如果手机有较好的散热系统加之设计的一系列安全措施,高压快充也是比较安全的手段。高通Quick Charge是高压快充的典型代表。Quick Charge2.0提供5V、9V、12V20V四档充电电压,Quick Charge 3.0则以200mV增量为一档,提供从3.6V20V电压的灵活选择,可以在35min将手机电池充至80%,减少功率损耗最高达45%,提高充电效率并降低发热

低压快充可简单理解为,在一定电压条件下,充电电流大,单位时间内可自由移动的电子多,电池中氧化还原反应进行的“量多。那么,高压快充也可简单理解为,在一定电流条件下,充电电压,可自由移动电子比低压快充时跑的速度快,电池中氧化还原反应比较迅速。或者,可以简单比喻为,两个人甲和乙在比赛谁先注满相同体积的空水缸。甲身材强壮,但动作笨拙,每次倒进水缸的水量大,但速度慢。而乙呢,身材较瘦,但身手敏捷,每次虽然倒进去的水量少,但频率快。最终,二者也是胜负难料。这里,甲就好比是低压快充,乙好比高压快充。

目前,联发科PE3.0可以在20分钟内为手机充进70%的电量,真正做到了“充电五分钟,通话四小时”。简单来说,PE3.0的快充机制从PE2.0时代的“高压快充”换成了“低压快充”(类似OPPO VOOC闪),在中国首届快速充电技术研讨会上展示的样品采用了5.8V/6A的输出标准,最大输出功率可达34.8W,较时下最大24W的快充技术提升了10W。世界上首款采用此技术并以USBType-C作为充电接口的Heilo P20处理器将于年底发布,电流可直接绕过手机充电电路,直接流入电池。

随着快充技术的发展和锂离子电池容量的提升,具有更长续航能力和更加安全性能的手机将为人们提供更舒适的体验。每一位科学研究者正努力的改善人们的生活,让我们向每一位默默付出的研究者致敬!

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