今年的蘋(píng)果2019秋季發(fā)布會(huì)上,蘋(píng)果發(fā)布了iPhone 11 Pro。亮點(diǎn)是,iPhone 11 Pro終于告別了蘋(píng)果祖?zhèn)鞯奈甯R话玻?V1A)充電器,用上了18W快充充電器。今天的“芯詞典”欄目給大伙聊的手機(jī)快充這檔子事。
隨著時(shí)代的發(fā)展,現(xiàn)代人幾乎不可能離開(kāi)手機(jī)生活,手機(jī)電池的容量也從以前的幾百毫安時(shí)到今天的三四千毫安時(shí)??呻S著屏幕越來(lái)越大,功能越來(lái)越多,對(duì)于電池的消耗也越快。之前,咱們也有提過(guò)為啥手機(jī)電池技術(shù)一直發(fā)展不起來(lái)。所以短期內(nèi)也無(wú)法從電池解決手機(jī)續(xù)航問(wèn)題,擺在廠(chǎng)商面前,也只有提升充電速度這條路了。
9月11日凌晨,蘋(píng)果2019秋季發(fā)布會(huì)上,蘋(píng)果發(fā)布了iPhone 11 Pro。亮點(diǎn)是,iPhone 11 Pro終于告別了蘋(píng)果祖?zhèn)鞯奈甯R话玻?V1A)充電器,用上了18W快充充電器。而上一代的iPhone XS/XS Max雖然支持快充和無(wú)線(xiàn)充電,卻需要單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)快充充電器和數(shù)據(jù)線(xiàn)。
而今天給大伙聊的手機(jī)快充這檔子事,也不是蘋(píng)果獨(dú)占首發(fā),早在蘋(píng)果許久以前,就已經(jīng)有手機(jī)廠(chǎng)商滿(mǎn)足了人民大眾的需求。趁著這股勁,咱們來(lái)盤(pán)一盤(pán)快充的發(fā)展史。
手機(jī)的充電標(biāo)準(zhǔn)可以追溯到功能機(jī)時(shí)代,USB BC 1.2(Battery Charge)開(kāi)始引領(lǐng)全球。1995年,由英特爾(Intel)、NEC(日本電氣株式會(huì)社)、康柏(Compaq)、美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)、IBM(國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司)、微軟(Microsoft)、北方電氣公司(Northern Telecom)等七家公司組成的USB IF(USB Implement Forum)共同提出了USB規(guī)格。而USB BC1.2標(biāo)準(zhǔn)也由USB IF協(xié)會(huì)在2010年正式頒布。所以BC1.2是全球首個(gè)可以給包括手機(jī)在內(nèi)的便攜式設(shè)備使用USB接口充電(包括關(guān)機(jī)充電)的一套官方標(biāo)準(zhǔn)。
USB IF(USB Implement Forum)
你可能要問(wèn),這個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)跟快充有半毛錢(qián)關(guān)系嗎?負(fù)責(zé)任的告訴你,關(guān)系大了去了,但是半毛錢(qián)肯定不夠。
首先,廠(chǎng)商在開(kāi)發(fā)USB產(chǎn)品前必須從USB-IF取得廠(chǎng)商標(biāo)識(shí)符(Vendor ID)可透過(guò)以下兩種方法來(lái)取得廠(chǎng)商標(biāo)識(shí)符:
1,成為USB-IF會(huì)員并繳交年費(fèi)US$4,000, 即可免費(fèi)獲得廠(chǎng)商標(biāo)識(shí)符;
2,非USB-IF會(huì)員則需繳交費(fèi)用US$5,000來(lái)獲得廠(chǎng)商標(biāo)識(shí)符。另外,需再繳付US$3,500以取得USB 標(biāo)志使用權(quán)利,此費(fèi)用為期2年(若是USB-IF會(huì)員不會(huì)收取此費(fèi)用)。
USB BC 1.2的出現(xiàn),使同時(shí)進(jìn)行充電和數(shù)據(jù)傳輸成為了現(xiàn)實(shí)。當(dāng)時(shí)USB接口最大電壓還是5V,而USB BC 1.2的充電標(biāo)準(zhǔn)最大的作用就是使得USB充電的最大電流達(dá)到了1500mA,盡管沒(méi)有提升電壓,但是電流提升后,USB接口充電的最大功率就能夠達(dá)到7.5瓦(W),此時(shí)的USB BC 1.2已經(jīng)足夠應(yīng)付當(dāng)時(shí)的手機(jī)充電了。但這里也有一個(gè)伏筆,MicroUSB 2.0接口的數(shù)據(jù)線(xiàn)(所謂的安卓線(xiàn))內(nèi)部只有四根線(xiàn),只能承載2A極限的電流。
時(shí)間到推到2012年,那是手機(jī)平板等移動(dòng)設(shè)備高速井噴發(fā)展的一年。手機(jī)電池容量也陸續(xù)突破2000mAh,甚至4000mAh,但智能能手機(jī)吃電還是越來(lái)越兇,手機(jī)廠(chǎng)商們思來(lái)想去開(kāi)始正式研究快充技術(shù)。而老大哥USB IF協(xié)會(huì)當(dāng)時(shí)卻沒(méi)有給出任何一套可行的解決方案。到了2013,芯片供應(yīng)商高通志向遠(yuǎn)大,其第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,于是率先提出了“快充”的概念,Quick Charge 1.0也就此橫空出世。
QC1.0同樣是通過(guò)提高輸入電流來(lái)提升充電效率,但其支持5V/2A即最大10W的充電功率,突破了USB-IF 1.5A的電流上限。同一年,華為便在第一代Mate手機(jī)身上也引入了“快充”概念,同樣支持5V/2A輸入,3.5小時(shí)內(nèi)就可將4050mAh電池充滿(mǎn)。充電時(shí)間縮短了40%,至此,從1973年手機(jī)誕生到2013年,歷時(shí)40年,手機(jī)跨入快充時(shí)代。
第二年,2014年,如果說(shuō)QC1.0只是高通在試水,那么這一年則是大刀闊斧的改革了。高通徹底推翻了QC1.0的策略,改為采用了高壓快充方案。前文有提到MicroUSB 2.0接口的數(shù)據(jù)線(xiàn)最高也只能支持2A的電流,再想往上就是臣妾辦不到了。那提升電流不行,就升電壓?jiǎn)h。QC2.0應(yīng)運(yùn)而生,相比起QC1.0標(biāo)準(zhǔn),QC2.0劃時(shí)代的改變了充電電壓,從保持了多年的5V提升至9V/12V/20V,與QC1.0保持相同2A電流下實(shí)現(xiàn)了18W大功率電力傳輸,并且線(xiàn)材不需要特殊處理舊有線(xiàn)材都能夠通用。而同年,USB IF才睡醒,同時(shí)發(fā)布了 PD 2.0 協(xié)議和USB Type-C 1.0 接口標(biāo)準(zhǔn)。革命性的 USB-C(USB Type-C)接口支持最大20V/5A 的電量傳輸,天然更適合快充。高電壓和USB-C接口的出現(xiàn),快充也終于迎來(lái)了爆發(fā)期。
QC2.0是快充歷史上普及度最高,影響力最大的標(biāo)準(zhǔn),哪怕是三星2018年度旗艦Galaxy S9采用的依舊是5年前誕生的QC2.0。也是在那一年,OPPO推出了OPPO Find 7手機(jī),搭載全新的VOOC閃充的技術(shù),4.5A的充電電流,有了那句著名的著名的廣告語(yǔ)“充電5分鐘,通話(huà)兩小時(shí)”,3000mAh電池30分鐘充到了75%。
QC2.0因其無(wú)與倫比的兼容性在當(dāng)時(shí)影響深遠(yuǎn),Micro USB是智能手機(jī)的標(biāo)配,但卻一直受制于物理接口的限制,一旦超過(guò)2A的電流就容易出現(xiàn)損毀(原來(lái)以前把爹媽手機(jī)玩壞被暴揍一頓是這個(gè)原因)。而QC2.0就繞過(guò)了Micro USB接口和數(shù)據(jù)線(xiàn)的制約,簡(jiǎn)單暴力地增加輸入電壓來(lái)提升充電速度。
“還有這種玩法?”國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商興奮地搓了搓手。既然提升電壓可行,誰(shuí)還搞其他花里胡哨的。我們可以驕傲的請(qǐng)出下一位選手:OPPO的VOOC低壓大電流快充。名字太長(zhǎng)也難記,下面統(tǒng)一稱(chēng)其“VOOC閃充”。
VOOC閃充采則采用了另一種解決方案,說(shuō)起來(lái)也還是簡(jiǎn)單粗暴。正常的MicroUSB數(shù)據(jù)線(xiàn)承載不了過(guò)大的電流,于是它將充電器從頭到尾都改造了一遍,搞技術(shù)還是要有錢(qián)。平常的MicroUSB數(shù)據(jù)線(xiàn)只有五個(gè)測(cè)點(diǎn)、四條線(xiàn),VOOC就增加了MicroUSB數(shù)據(jù)線(xiàn)的充電和內(nèi)部線(xiàn)。所以初代的VOOC閃充充電頭無(wú)比碩大。而這種方法的缺點(diǎn)也很明顯,大電流充電對(duì)于電池的損耗會(huì)更為明顯,很多使用初期的VOOC快充的手機(jī)在使用大約一年之后,電池續(xù)航便嚴(yán)重下降。
VOOC閃充充電頭
也從這里開(kāi)始,高通QC為首的高壓快充方案和以O(shè)PPO VOOC為首的低壓大電流快充方案就此分道揚(yáng)鑣,而快充協(xié)議也開(kāi)始五花八門(mén)起來(lái)。
聯(lián)發(fā)科的Pump Express,Pump Express快充技術(shù)是由內(nèi)置于PMIC的電源管理集成電路和DC壁式充電器組成的。它有幾個(gè)亮點(diǎn):Pump Express技術(shù)允許充電器根據(jù)電流決定充電時(shí)候所需的初始電壓,由PMIC發(fā)出脈沖電流指令通過(guò)USB的Vbus傳送給充電器,充電器依照這個(gè)指令調(diào)變輸出電壓,電壓逐漸增加至高達(dá)5V 達(dá)到最大充電電流。此外,PE技術(shù)還擁有兩種規(guī)格:一是輸出功率小于10W的Pump Express,二是輸出功率大于15W的Plus版。
2017年,魅族發(fā)布了55W Super mCharge快充技術(shù),號(hào)稱(chēng)“比快充還快三倍速”,20分鐘可以充滿(mǎn)3000mAh電池的魅族手機(jī),但這其實(shí)是披了馬甲的聯(lián)發(fā)科Pump Express技術(shù),技術(shù)上大同小異,而該技術(shù)至今也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
2018年,OPPO Find X問(wèn)世,還帶著50W SuperVOOC超級(jí)閃充,3400mAh電池35分鐘充滿(mǎn)一起回歸。
2019年2月24日,華為推出首款可折疊屏智能手機(jī)Mate X,其內(nèi)置4500mAh大電池,同時(shí)支持華為新一代55W超級(jí)快充,充入85%的電量?jī)H需30分鐘。
2019年3月vivo子品牌iQOO又推出了vivo 44W超快閃充技術(shù),4000mAh的電池15分鐘充到50%,45分鐘充滿(mǎn)。
同年6月,在MWC19上,vivo iQOO 5G版手機(jī)又又展示了120W超快閃充技術(shù),同樣是4000mAh電池,5分鐘內(nèi)可以充到50%,13分鐘充滿(mǎn)。
從目前的主流協(xié)議和接口看,三星、蘋(píng)果和華為都有自己的協(xié)議。OPPO VOOC、MTK PE、Qualcomm QC等各家的協(xié)議都是基于各自的充電器和線(xiàn)材,充電參數(shù)不一,導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng)非?;靵y。Type-C接口的推廣和成熟,USB PD目前兼容所有主流協(xié)議,有望形成行業(yè)統(tǒng)一充電規(guī)范。
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