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電池容量大了,充電時間怎么縮短?
在探討快充技術(shù)前,先來回顧一下智能手機和過去幾代電池的發(fā)展歷程。智能手機經(jīng)歷了四代的發(fā)展后,電池容量終于有所突破。究其原因,并非是電池密度提升,而是因為手機屏幕變大后,電池的空間、容量也相應(yīng)地得到了一點提升;其次,電芯電壓有所提升,4.2V電池現(xiàn)在成為了4.3V,并且今年已經(jīng)有很多廠商開始做4.4V電芯。
發(fā)展到第五代智能手機,當(dāng)電池容量能夠做到3000mAh時,已經(jīng)對整個系統(tǒng)架構(gòu)都帶來了挑戰(zhàn),原來的適配器已經(jīng)落伍了。這是因為很多標(biāo)配的適配器都是5V/1A的,包括iPhone5s在內(nèi),這意味著其輸出功率僅為5W。要給更大容量的電池充電,提升適配器的輸出功率是非常必要的。
那么,只要提升了適配器的功率,就能讓電池充電速度加快嗎?假設(shè)電池的容量只有200mAh,是不是用個大功率的適配器能夠讓充電更快?答案是否定的。在這個過程中有一個誤區(qū)需要澄清一下,即:電池充電速度和電池大小沒關(guān)系。正常情況下,大容量和小容量的鋰電池,所需的充電時間是一樣的。
假設(shè)電池容量為3000mAh,如果用3000mA的電流給電池充電,那么1h就充滿了,即充電速率為1C。而目前業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)要求充電速率為0.5C,即需要1500mA的電流充電,這樣就要2h充滿。當(dāng)前市面上大部分的充電器都是以0.5C的規(guī)格來充電,這也是為什么幾乎所有的手機、筆記本、平板電腦的充電時間都是2~3個小時。
如果繼續(xù)提升至較為安全的0.7C的充電速率,即充電電流=3000mAh×0.7C=2.1A。那么問題就來了,2.1A顯然已經(jīng)突破了當(dāng)前適配器的最大電流(5V/1.5A)。由此可見,今天的適配器在電池容量提升到3000mAh時,會導(dǎo)致充電速率降低,延長充電時間。
因此,探討快速充電有兩個問題需要重點把握,一是面對大容量電池如何提高充電速率,二是如何將充電時間進一步縮短。
提升電流還是電壓?
為了加速手機充電速度,就必須在電池的充電功率上面下功夫。而為了達到大功率,根據(jù)功率=電壓×電流,就意味著要在電壓和電流這兩個方面著手。當(dāng)前市場上的快速充電解決方案,也不外乎是通過提升電流或是電壓這兩種方式來實現(xiàn)。
因為充電線纜的粗細程度有一定的規(guī)定,這些連線普遍不能支持2A以上的電流。根據(jù)P=I2R,電流提升則要求線纜的阻抗更小,因此需要更換現(xiàn)有的硬件才能實現(xiàn)。
提升電流方面典型的代表當(dāng)屬OPPO的VOOC技術(shù),通過自有電路控制更大的電流穩(wěn)定輸入到手機上,同時還要保證手機電池的穩(wěn)定以及電路的健康。這樣一來,就需要定制的電源適配器以及特別的電路設(shè)計來實現(xiàn),采用了VOOC技術(shù)的Find 7和一般手機有三個不同,一是電源適配器,一般手機上的適配器最大輸出電流超不過2A,而OPPO為Find 7配備的適配器電流輸出高達4.5A,同時它的體積也比一般充電器大很多,原因是內(nèi)部電路豐富;第二是Find 7的電池上有八個觸點,一般手機上只有四個;第三是手機的USB接口針腳為7pin,一般MicroUSB是5pin,這多出來的四個觸點和兩個針腳都是為VOOC服務(wù)的。
為了在不增加 USB 連接器成本的情況下提供較高的充電功率,似乎提高輸入電壓是更為合乎需要的選項。這方面的代表是高通的Quick Charge,早在去年高通驍龍 800 處理器發(fā)布之際,高通就為這新一代的處理器升級了 2.0 版的快速充電技術(shù)協(xié)議。從之前在驍龍 S4 Pro 處理器搭載的 Quick Charge 1.0 升級至如今的 Quick Charge 2.0。
這項技術(shù)能夠?qū)⒐潭ǖ闹绷麟妷恨D(zhuǎn)變?yōu)榭勺兊闹绷麟妷海梢越邮芸焖俪潆娝璧母唠妷狠斎耄瑥亩_到提升手機充電功率完成充電提速的最終目的。通過采用 Quick Charge 2.0 技術(shù)的電源適配器,可以讓搭載驍龍 800 處理器的智能手機,安全使用較大的充電功率來為手機提速充電。該項技術(shù)也是需要在充電器以及手機內(nèi)部芯片上面做一定的處理,此外,它是與高通的處理器芯片捆 綁在一起的,目前還無法支持其他的處理器平臺。
那么,我們還能不能有更多的選擇?