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如何实现快速充电?

2015-06-20 14:14:53 来源:  作者:
摘要:当下的几个智能手机平台各有利弊,唯独续航时间是一个全行业的共性问题。

   当下的几个智能手机平台各有利弊,唯独续航时间是一个全行业的共性问题。

  数年来,我们看到了处理器由单核升级到当下的八核、高达 4100 万像素的摄像头、大至 7 寸有余的显示屏以及在 PC 和电视上都少见的 2K 分辨率等顶尖科技结晶均被安置在智能手机小小的身体里,但电池技术在近年来却只是从镍氢发展到锂离子再到锂聚合物,相关提升也仅围绕在性能与安全方面,电量储存几乎没有进步;而尽管业内不乏有电池技术取得突破的新闻,但都是短期内无法实现大规模商用的方案,这使得智能手机在临近完美的关口始终棋差一招。虽然系统厂商和芯片厂商都在努力在力所能及的范围内极尽可能的降低功耗以延长续航,但在电池技术本身没有取得突破的前提下,能解决的问题无疑只是杯水车薪而已。

  而大部分终端厂商的解决办法,也只是在对产品的厚度、重量以及手感极尽平衡的前提下,设法在机身中尽量配备大一点的电池一种方法而已。但不可否认,这种思路是僵化的,就好像大城市的马路不可能无止尽的扩建,但解决车辆拥堵的方法还有很多,比如单双号限行,比如建立体交通——前者好比从手机内部降低功耗,而后者则是快速充电。

  事实上,快速充电一词是一个相对笼统的概念,它有着三种不同的实现形式,即:

  一、电压不变,提高电流

  二、电流不变,提升电压

  三、电压、电流均提高

  经历过MP3时期的用户一定对快速充电并不陌生,包括三星、索尼都曾经推出过相应产品,只需充电数分钟可以连续听上一个小时甚至更长时间的音乐,而当时厂商所采取的的方案与当下并无大致差别,但在智能手机上实现快速充电仍不是一件容易的事情,特别是需要考虑到电池本身就是智能手机中最大的安全隐患,因此得以采用的方案必须是在实现快速充电的同时,还必须能够对安全进行平衡掌控的措施。

  目前业界比较有代表性的快速充电方案有两种,分别来自于国产手机厂商OPPO的VOOC闪充和高通的Quick Charge。二者在思路上趋向一致,但具体方案和最终成效则略有差距。

  OPPO VOOC 闪充

  VOOC 闪充技术最早于今年上半年 OPPO 发布的旗舰机型 Find 7 上被推出,其采用的是降低电压增大电流的充电方式(利用 5V 的标准充电电压将充电电流提高到了 4.5A,比普通充电快了4倍)。而为了更好的实现闪充的目的,OPPO 还专门向上游供应商定制了全套的 IC 器件(包括专门的电源适配器、电池、数据线、电路以及接口)。其中,包括8触点电池和7pin接口都是专门为了支撑充电大电流而特别定制的。另外,通过对适配器的调整,VOOC 闪充将充电时最大发热源,即充电控制电路从手机中移植到适配器端,以解决了充电时设备过热的问题,并在适配器中加入了一个智能 MCU 以实现对电路的控制,以确保充电过程中的智能检测和管理。

  高通 Quick Charge 2.0

  高通推出快速充电解决方案现在已经升级到了 2.0 版本,而年初发布的 HTC One M8 以及前不久发布的小米手机 4 上即搭载了这项技术。该技术实际上源于高通在2012年收购的加州电源管理芯片厂商 Summit Microelectronics,后来高通将其整合进了自家的处理器芯片当中。和 VOOC 不同的地方在于,高通 Quick Charge 采用的是高电压高电流模式,通过将手机输出电压提高到了 9V、电流提高到了 1.6A、使输出功率提高3倍以达到快速充电的目的,但高通 Quick Charge 方案同样需要配备专门的电源适配器才能够配合芯片实现快速充电的效果。

  对比来看,OPPO VOOC 闪充的速率更高,但由于元器件全部采用定制化,因此成本相对过高,而受限于 OPPO 本身的体量和在行业内的话语权,大规模推广 VOOC 闪充短期内也不太现实;相反,高通 Quick Charge 的门槛就要低很多,采用高通高端处理器的智能手机都可以借由对电源适配器的升级改造来实现这一功能,因此后者在行业内的普及将会相对更加顺畅。

  在新兴电池技术本身在一段时间内无法做到为智能手机提供大规模商用,以及备受看好但成本高、成长缓慢的无线充电技术短期内也不具备实际意义的当下,通过减少充电时间来变相增加手机的使用时间的方法是最为可行的。同时,这也为用户减免了购买移动电源的一笔额外支出,以及需要为此承担的更大的安全隐患的问题,也让一些小白用户不再需要纠结于安装的电池管理软件究竟有没有效果并因此对手机电量精打细算。而在当下正在大面积普及的 4G 网络下,快速充电也正好可以弥补用户使用 4G 时功耗大、用量多的问题。另外,这种思路也可以广泛应用于其他领域,例如续航问题相对更为严峻的可穿戴设备与智能汽车等等,目前已经有部分公司开始着手研发相关的设施和配件了。

  作为一个由国产手机厂商推出的全行业领先的功能,几乎可以被称为是“黑科技”的VOOC闪充不仅在4G大潮来临时为OPPO品牌带来了一项非常具有竞争力的卖点,还将极大的带动和代表国产终端在创新方面的体现,并向行业和用户证明国产手机并不只有价格优势。同时,这也将为国产手机一直以来难以向中高端市场发展提供案例并打下基础。

  需要注意的是,受限于当前主流的电池材质和技术限制,因此无论是何种快速充电方式,其生效的范围都有一个顶端值。当快速充电跑完了前面的赛程之后,剩余的电量必须是以“涓流充电”的方式缓慢充入设备的。这样可以保证电池过冲以及其他可能存在的安全问题,这也就是为什么厂商公布的最终充满电的时间往往比其快速充电的效率要额外长一些时间的原因。

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