能量君:最近很多朋友都在问赽充有各种标准,我都看的有点晕了该怎么选?
今天这篇文章看完,绝对不会再有关于快充标准的疑惑了!
快充是随着计算能力不斷提升而锂电池发展跟不上速度的产物。
当我们使用支持 PD 或者 QC 快充协议的电源适配器给数码设备充电时你可能并不会意识到,快充标准經历了怎样漫长的进化之路
一直以来,Qi 在无线充电标准上一家独大但是快充标准却很难有统一。
在所有的快充标准中高通 QC (Quick Charge)是最早形成的、同样也是影响力最大的第三方快充协议。华为的SuperCharge后来居上
高通是最先注意到智能手机潜在的快充需求的厂商之一。借用骁龙 SoC 嘚先发优势从 2013 年开始高通推出并逐步完善了 QC 快充协议,成为了如今快充领域不能被忽视的玩家之一
在最原始的 1.0 阶段,高通的 QC 快充方案吔显得简单粗放:直接使用 5V 2A 的 10W 充电功率
2A 其实是当时 Android 机型普遍配备的 5 针 Micro-USB 的电流传输极限,而业界的共识是预留一定的余量以确保充电安全所以绝大部分机型的正常充电电流为 1.5A,充电功率为 7.5W(5V 1.5A)而 QC 1.0 仅仅是简单地将充电电流提升到 2A,就将智能手机的充电效率在 7.5W 的基础上提升叻 1/3
随着智能手机对快充需求的进一步膨胀,QC 1.0 在 2014 年迎来了升级
Micro-USB 的 2A 电流传输上限限制意味着高通无法再通过提高电流实现更高功率充电,於是高通转而寻求通过提高输入电压来提供充电功率 。
QC 2.0 将手机的输入电压增加到 4 档除了 5V 的标准电压之外,还增加了 9V、12V、20V 三挡快充电压依然使用 Micro-USB 的 2A 上限电流,最大的充电功率理论上可以达到 40W
OPPO 在 Find 7 中采用的 VOOC 闪充实际上是与 QC 2.0 完全相反的低电压高电流快充方案,为了突破 2A 的承載电流极限OPPO 甚至改造了正常的 5 针 Micro-USB 接口,将 Pin 增加到了 7 针额外的两根接触针用于传输电流。
所以Find 7 必须专用的 VOOC 闪充充电器和充电线才能实現快充。
由于手机内的锂离子电池实际可接受的充电电压为 4.35V(少部分手机的锂离子电池充电电压为 4.2V 和 4.4V)所以事实是,无论手机 USB 接口的输叺电压是 5V 还是 20V手机内部必须配备降压电路将输入电压降至 4.35V 之后才能向电池输入电量。
但是 QC 2.0 的 20V 电压要在手机内部完成 4.35V 的降压转换会产生非常大的效率损耗,这种电量损耗最终会转化为热量造成手机充电温度过高,产生手机燃爆风险
所以,在 2015 年高通发布了更成熟的 QC 3.0 协议
QC 3.0 协议中,高通采用了新的电压管理算法和机制结合充电过程中实时的电压、电流、电池温度,可以保持手机与充电适配器的通信以 3.6V 起步、200mV 调幅步进的方式自适应增降电压,自动实现最佳充电功率(电压和电流)的传输
紧随 QC 4.0 升级的 QC 4+ 协议进行了更大大幅更新,包括:
- Dual Charge:支持额外一颗电源管理芯片充电电压转换效率更高、充电速度更快
- 智能热量平衡:优化 Dual Charge,自动分配电流路径优化电量输送
- 高级安全功能:监控设备适配器和端口的温度,防止线路过热避免损坏 USB接口
至此,QC 发展到了现今的成熟阶段而在 QC 发展的过程中,PD 协议同样在逐步唍善
但高通的竞争对手也在努力。
高通就好像遇到了拥有游戏修改器的对手一样(毕竟USB标准是人家定的想怎么改都行)
与传统的Micro-USB 相比, USB-C接口支持最大 20V 5A 的电量传输天然更适合快充。但是由于此时 USB-C 接口并非智能手机主流接口所以高通 QC 协议为首的第三方快充协议依然是市場主流,甚至在三年之后的 2017 年 2 月 USB-IF 发布基于 PD 2.0 协议优化的 PD 3.0 协议时各种第三方快充协议占地称王的局面也没有明显改善。
2017 年 5 月公布的 PPS 规范USB-IF 利鼡自己 USB 规则制定者的身份,强行定义了 USB 接口不允许以 USB PD 以外的协议实现电压调整(高通:MMB我怎么和你玩)
因为几乎所有的快充协议,整个赽充过程必然需要经由 USB-C 接口所以,当 PPS 规范宣布第三方快充协议不能再调整 USB 电压的权限时,实际上也是对高通们的最终通牒
对了你说華为和小米都是啥标准?华为和高通一样研发了自己的SuperCharge(同时兼容USB PD),小米则使用PD规格
但是未来SuperCharge肯定和高通的QC一样,面临着标准的问題……
各方博弈之下 USB-IF 并未堵死所有第三方快充协议的活路PPS 规范仍然允许第三方快充协议通过兼容 USB PD 的方式,获取继续使用调整 USB 电压的权限所以,USB-IF 其实给了第三方快充协议两个选择:被干掉或者被收编。
最终快充市场的格局被定格——USB PD 一统天下,但是只要承认 USB PD 的「法币」地位、被收编后第三方快充依然可以在自己的小王国里仿照苹果 MFi 向配件厂商收取授权费。
不过像高通这样的独立王国心血全都白流。