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從充電裝置端談快速充電技術

鉅大LARGE  |  點擊量:841次  |  2019年09月08日  

快速充電作為電池續航不足的一種解決方案,得到廣泛的關注。


快充技術涉及到兩大模塊:一是充電裝置,包括充電頭、充電線、手機集成電路(IC)及算法;二是電池本身??梢赃@么說,電池本身的性質決定了快充的潛力,而充電裝置的優劣就在于挖掘潛力的深與淺。


換句話說,電池本身的性質是“本質,如果電池技術得到了長足進步,那么續航問題就迎刃而解。但電池技術受限于物理與化學邊界,想進步不是那么簡單的。于是,各大手機廠商的快速充電技術主要是指充電裝置上的創新。


充電裝置端的快充技術


無論是OPPO的VOOC快充技術,還是高通的QuickCharge2.0技術,都屬于充電裝置端的快充技術,其本質都是:在一定的限制條件下,盡可能地提高到達電池的電壓/電流。


一定的限制條件:對于手機電池來說,限制條件主要是安全性條件與耐久性條性。所謂安全性,就是指充太快也不要爆炸;耐久性條件,就是指充太快會使壽命衰減,但不要衰減得太快,至少能用一年。


盡可能地提高到達電池的電壓/電流:OPPO的快充宣傳強調“低電壓高電流,這會帶來誤導:感覺像是在說快充分為兩派,一是提高電流派,二是提高電壓派一樣。而實際上,我們可以將電池簡單地看成一串電阻與電容的組合,任意時刻下電壓是電流的單值函數,是一一對應的。


充電裝置端的兩種技術路線


那么,OPPO所謂的“低電壓高電流是忽悠人嗎?也不盡然,那只是營銷時的一種口號罷了。我們都學過焦耳定律,發熱功率=電流的平方*電阻。當快速充電時,發熱功率就會過大,充電線、充電線兩端的接口都會受不了。怎么才能把發熱功率降下來呢?為了解決這個問題,技術路線分成了兩派:


1)降電阻派:也就是OPPO的VOOC技術,大概思路就是把充電線加粗、充電線纜線路由普通的4針或5針擴充為7針等。線粗了、截面積增加了,電阻降低了,發熱量也就降低了。


2)降電流派:充電功率=電流*電壓,如果要降電流,那就要升電壓。在充電頭處升完電壓之后,在手機集成電路再降下來,充給電池。這和咱們國家的“特高壓輸電工程的思路是一致的,這也就是高通的QuickCharge或MTKPEP。


從電壓的角度來對比一下傳統慢充、降電阻快充技術與降電流快充技術,如下圖所示。


a)傳統慢充技術中,充電頭將220V降低到5V,通過充電線傳輸到手機的降壓電路,將電壓降低到3.3V-3.6V后再給電池充電。


b)降電流快充技術中,充電頭將220V降低到9-12V左右,充電線電壓高、電流低、發熱小,再通過手機的新式降壓電路(例如高通的QuickCharge技術),將電壓降低到3.3V-3.6V再供給電池。


c)降電阻快充技術中,OPPO在充電頭環節就把電壓直降到3.3V-3.6V,充電線電壓低、電流大,但由于線粗電阻小,發熱也小。這樣,手機端就不需要再次降壓(圖中是虛線),而可以直接供電給電池。


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