你的手机,多久充一次电呢?
在智能手机还未普及的年代,手机几乎只起着唯一的作用 —— 通话。充一次电,可以用好几天。
而如今,从沟通到娱乐,从工作到学习,手机已经从单一的通话用具转变成了生活中无处不在、不可或缺的重要工具。相应的,所有人每天必不可少的一件事就是,给手机充电。
相信大家都有所察觉,手机充电的速度越来越快。快速充电技术的普及,让曾经可望而不可及的“充电五分钟,通话两小时”不再是梦。那么,快充技术的原理是什么?手机的充电速度,是如何做到越来越快的呢?
如果把手机电池比作水池,电流比作水流,那么,手机充电的过程就可以看做是向水池中不断注入水流的过程。水池容量是固定的,因此,要想缩短注满水池的时间,就需要加大水流速度,也就是充电的速度,即充电功率。
回忆一下初中物理,我们都学过这样一个公式:
功率 P = 电压 U * 电流 I
显然,要想加大充电功率,可以从以下几个方面入手:
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增加电压
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增加电流
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同时增大电流和电压
目前常见的几种快充技术有如下几种,这些技术正是基于这一原理。
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Qualcomm 的 Quick Charge
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USB Power Delivery
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VOOC Flash Charge
这几种快充技术具体是怎么一步步发展起来的?让我们一起来了解一下。
Qualcomm 的 Quick Charge
Quick Charge 是由 Qualcomm推出的快充技术,通过提高电源适配器到手机的电压来实现快速充电。
QC1.0 实现的是 5V / 2A 的固定电流电压技术,到现在已经演进到 QC5.0。
固定电流与电压无法适配手机不同的充电阶段,容易造成电量损失。QC2.0 和 QC3.0 通过对充电电压的调节,从固定电压发展到以 0.2V 为一个档位进行调整,提供从 5V 到 20V 电压的灵活选择。手机可以在不同充电阶段都获得恰到好处的电压,减小了电量损失。
QC4.0 则支持 USB Type-C 和 USB-PD,充电电压有 5V / 5.6A 和 9V / 3A,充电速度提升 20%。
而后续发布的 QC5.0,则支持 100W 的充电功率,实现手机 4500 毫安时,5 分钟可以从 0% 充到 50%,充电速度比 QC4.0 提升了 70%,而且还降低温度,提升了安全性,延长了电池寿命。
USB Power Delivery
USB PD 是一种通用充电协议,利用初始较低的充电功率,通过协商调整输出功率配置,实现快速充电的目的。
什么意思呢?举个栗子:当我们冒着酷暑到家之后,第一件事就是打开空调。但过大的温差可能会对身体造成刺激,于是我们先开启 27 度让身体适应环境温度,待适应之后再将空调温度调整至 20 度。一段时间后,20 度可能会造成身体不适,我们再将空调温度调高至 23 度,最终稳定在 23 度。
USB PD 支持手机根据充电需求,持续智能地对输出功率进行类似于空调温度的调整。目前最新版本的 USB PD 可以提供最大 100W 的功率。
VOOC Flash Charge
VOOC Flash Charge 是由 OPPO 自主研发的快充技术,采用了低电压高电流的充电方式,有效规避了高电压低电流方案中充电头发热严重的问题,能够在短时间内为手机提供更多电量,同时也有效保证了手机的稳定性与耐用性。
但是,为了支持低电压大电流的方案,VOOC Flash Charge 技术需要使用定制的适配器和充电线,与其他手机的充电设备无法兼容混用。
前面我们提到,手机充电的过程可以看做是向水池中不断注入水流的过程。就像水流速度过快可能会溅出水池,快充技术也有可能导致电池过热甚至损坏。因此,需要一种机制来确保快充过程中不会对电池造成损害,这就是快充技术中的安全机制,它会监控电池的状态,如果电池过热,则降低充电速度,确保电池的安全。
另外,快充技术也如同水流先快后慢的原理。一开始,水流速度很快,水池中的水位快速升高。但当水池将近满时,速度会慢下来,以防止水溢出。同样,当手机电量较低时,快充速度很快,但当电量接近满时,充电速度会降低,以保护电池和延长其使用寿命。
无论是手机功能的发展,还是快充技术的演进,都是为了给我们的生活提供更多的便捷。了解不同的快充技术原理及安全机制,可以帮助我们更好地选择合适的设备和快充方案,从而更好地保护设备健康。
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