近兩年,智能手機(jī)技術(shù)發(fā)展陷入停滯,快速充電似乎成為了行業(yè)的一塊遮羞布。一時(shí)間群雄并起,高通,oppo,mtk,華為都相繼推出了自己的快速充電技術(shù),各自揮旗吶喊,不亦樂(lè)乎。而今年,Type-C接口及USB PD通信協(xié)議,又為這場(chǎng)混戰(zhàn)提供了一個(gè)新的戰(zhàn)場(chǎng),于是讓很多業(yè)者看著頭暈,怎一個(gè)亂字了得。
在對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行抽絲剝繭之前,我們先來(lái)回歸到充電本身。目前來(lái)說(shuō),充電技術(shù)考慮的問(wèn)題主要有以下三個(gè)方面:
第一、 電池的接受能力。
第二、 適配器的功率提供能力。
第三、 手機(jī)的充電管理及散熱能力。
第一點(diǎn),充電這個(gè)事情,說(shuō)的通俗一點(diǎn),就是喂飽電池。那首先得考慮一下電池的感受。以目前市面上比較流行的iphonex plus,華為P9,樂(lè)2,小米note為例,電池容量都不超過(guò)3000mAH。按照4.35V作為最高電壓,1.5C充電來(lái)看,最大可能接受的充電功率約為20W,當(dāng)然,這是極限情況。除了功率接收能力,還要涉及到電流接受能力。在1.5C充電時(shí),3000mAH的電池充電電流將達(dá)到4.5A,因此,電池觸點(diǎn)和電芯內(nèi)部的電流傳輸結(jié)構(gòu)都要進(jìn)行必要的優(yōu)化。
第二點(diǎn),在不考慮接口承受能力的情況下,20W功率對(duì)適配器來(lái)說(shuō)是輕而易舉。但是傳統(tǒng)的Micro USB接口,在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面最大電流承載能力是2A,最高電壓是5.25V。僅僅有10.5W,無(wú)法達(dá)到20W的要求。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢?顯然有兩種解決方案,增大電流,或者提升電壓。如果不改動(dòng)物理接口,增大電流是不可能的選項(xiàng),所以,提升電壓,是Micro USB時(shí)代的唯一選項(xiàng),這就是高通QC快速充電方法的由來(lái)。所以,我們可以看到,1.5A是QC標(biāo)準(zhǔn)比較推薦的電流,因?yàn)?A是Micro USB的極限,業(yè)界的普遍共識(shí)是,不要把器件用到極限值,而是要預(yù)留余量。 在這方面,OPPO與高通走了相反的道路,他們給Micro USB在物理上打了補(bǔ)丁,增加了額外的接觸針,專門用來(lái)傳輸大電流。最大充電電流達(dá)到了4.5A,但是電壓維持在5V不變。同樣達(dá)到了超過(guò)20W的功率傳輸。而Type-C接口的出現(xiàn),讓這個(gè)問(wèn)題不再存在,因?yàn)門YPE-C口最高支持5A輸入電流,完全能夠滿足現(xiàn)有手機(jī)電池的快速充電需求。
第三點(diǎn),手機(jī)的充電管理及散熱能力。充電管理,必然涉及到電壓變換,恒流控制等環(huán)節(jié),帶來(lái)充電效率的下降和散熱問(wèn)題。因此,理論上最佳的充電設(shè)計(jì)方案是,手機(jī)內(nèi)部不做充電管理,完全交給外部適配器去控制。在這一點(diǎn)上,QC是比較吃虧的,因?yàn)楦唠妷旱碗娏鬏斎耄厝粚?dǎo)致手機(jī)內(nèi)部要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,變?yōu)榈碗妷汉痛箅娏?。這會(huì)帶來(lái)手機(jī)散熱上的大問(wèn)題。所以,從技術(shù)的角度來(lái)看,QC的歷史局限性,已經(jīng)凸顯。更為嚴(yán)重的問(wèn)題是,TYPE-C接口和USB PD中都嚴(yán)禁采用除USB PD以外的方式來(lái)調(diào)整充電電壓。高通為此做出了很大的努力去說(shuō)服USB-IF組織,試圖在TYPE-C接口中,讓QC和PD同時(shí)存在。但是,很可惜,被無(wú)情的拒絕了,最新的TYPE-C 1.2和USB PD3.0維持了關(guān)于這一特性的描述。因此,QC不論在技術(shù)上還是在理論上,都將面臨著被淘汰的危險(xiǎn)。當(dāng)然,高通自身是很清楚這一趨勢(shì)的。因此,已經(jīng)在最新的處理器內(nèi)核中,集成了USB PD的協(xié)商功能。