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说说快充,这个行业又有大事发生了

发布时间:2021-07-14
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说说快充,这个行业又有大事发生了

发布时间:2021-07-14
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与传统的手机相比,智能手机的电池容量明显要大很多,而它们消耗电能的速度也很快,要按照传统的充电速度来对它们进行充电,有的时候真的能把人急死。

技术的价值就在于它们能解决人所遇到的问题,既然正常的充电速度有时能把人急死,快充技术的出现也就是很正常的了。

按照我的记忆,智能手机快速充电的发端是 Vivo,他们改造了充电接口、充电线、充电器和手机内部结构,还有特定的协议来沟通手机和充电器,只有两边都能对上号的时候,真正的快充行为才能发生,从而确保快充过程是安全的,避免出现随意替换任一环节后可能出现的不匹配情况下的不安全行为。

首创的快充产品为 Vivo 带来了收益,其他厂商也竞相仿效,前端有高通和联发科的原始方案,后端有各大手机品牌的私有协议,就连 USB 标准组织也加入进来,USB-C 型接口基础上的 PD 协议大有要将整个市场揽入怀中的气势,其努力还得到了 Google 和 Apple 的支持,前者要求使用其操作系统的手机都要采用 PD,后者则把很好用的自家接口也放弃了来支持,看起来确实是形势一派大好。

要做快充其实是有前提的,它需要电池本身能够以高速率进行充电,否则那些快速移动的锂离子就可能对电池结构造成损伤,这种损伤是很难得到修复的。如果有未能及时嵌入电极的锂离子堆积在电极之外,而它们又在这个时候得到了电子的补充,完整的锂原子就会立马形成,这便是所谓的金属锂,堆积起来的它们会变成枝条状的金属,慢慢地生长并最终造成正负极之间的短路,电池的寿命便就此终结了。

经过改进的电池确实可以接受大电流充电,但在无需快速充电时使用普通的速度充电对电池仍然具有延长寿命的效果。我的手机已经使用了两年多,其电池容量到现在也让我很满意,我对它的充电操作几乎都是在睡觉时进行的,充电使用的适配器就是普通的带电源插座,由于不是原配的大功率适配器,预设的快充就不会发生,所以我觉得我的手机电池还能陪伴我很久。

我只有在离家远行的时候才会带上手机原配的快充电源,因为那样的时候你很难预估什么情况下会发生手机缺电的状况。几个月前我就回到老家呆了一段时间,那时使用的就是手机原配快充,一插上电就看到手机电量噌噌噌地往上窜,心里的愉悦是不言而喻的,因为你知道它很快就会为你充好电,让你可以随时出征,但其坏处也很明显,我能确切地感到充满电后的使用时间在缩减,好在这样的时候并不多,回到深圳后又回到了原来的慢充模式。

关于快充,我个人的观点是这样的:能力是必须要有的,但能不用的时候就不要用,只有必须使用的时候才用。我这种想法是基于自己对电池特性的了解以及我的需求而产生的,我不是一个手机重度依赖者,即使长时间不接触手机对我似乎也没有什么影响,但是如果没有手机或是手机没电又会带来很多麻烦,毕竟现在很多事情都需要在手机上才能做成,所以在大多数情况下都要带手机,而且要保证它总是有电的,很多时候快充确实能让我们更安心。

快充有那么多的好处,各家厂商各搞一套快充协议却带来了很多的问题,换个适配器就会发现它们互不兼容,浪费是必然的现象。当年信息产业部定下了一个手机充电器的统一标准,要求所有充电器的输出端口都是 USB-A 型接口,供电能力要达到 1.5A,它标识自己的方法是将接口上的 D+ 和 D- 短接起来,这个做法还被后来的 USB 充电规范 1.2 即  BC1.2 纳入其中,使之具有了广泛的适应性,但是 5V 之下的 1.5A 电流最大只能提供 7.5W 的功率,满足那时流行的传统手机还可以,要满足现在的智能手机就远远不够了,所以新的条件就会呼唤新的标准。

一个月前的 5 月 28 日,一个全新的团体标准宣告问世并开始实施,它就是《移动终端融合快速充电技术规范》(Universal fast charging specification for mobile device),简称 UFCS,它的发布给我的感觉就是一场消除浪费和不兼容的运动已经展开了。

通过这个新的标准,我第一次看到了关于快充的明确定义:

从初始充电状态开始至充电 30 分钟,通过提高供电设备的输出电压或电流,实现进入电池的平均电流大于或等于 3A 或总充电量大于或等于电池额定容量的 60%,这样的充电方式就是快充。有了这样的定义以后,以后再看到所谓的快充,心里便不会再有任何的疑惑了,避免了一些不支持快充的产品也自称快充所带来的困扰。

UFCS 所定义的充电系统由供电设备、线缆和充电设备共同组成,它们之间进行信息交换的渠道是 USB 总线的 D+ 和 D-,这样就保证了这个规范的普遍适用性,因为这两条线是存在于所有的 USB 接口类型中的,不像 PD 协议只能在 C 型接口上才能使用,所以应该会有更强大的生命力。

 

支持 UFCS 的供电设备总是在第一时间将其供电端口设置在支持 USB BC1.2 的状态,然后将 D+、D- 短路以表示它是一个支持信产部手机充电器标准的设备,当有充电设备通过电缆接入时再尝试以 UFCS 协议与对方进行沟通,若对方也支持 UFCS 协议则以 UFCS 所规定的语言与对方进行对话并实施供电行为,否则就尝试以它所支持的其他协议与对方进行沟通,这样的设计保证了 UFCS 协议的普遍适用性,它可以与其他任何一个协议同时并存,过去我们熟知的 BC1.2、PE、QC、PD 以及其他私家协议都不在话下,所以我觉得该协议名称所说的“融合”一词真的是用得特别好,这也是该规范让我很喜欢的一个亮点。

UFCS 是一个团体标准,这与我们常见的国家标准、行业标准都不太相同,其实施并没有强制性,但是你一旦使用它便大大提高了设备本身的适应性,对芯片和方案的设计者也很有利,毕竟不同厂商都可以用你的东西,开发、制造的风险就降低了。它由电信终端产业协会提出并归口管理,起草单位有我们熟知的几家通讯设备巨头和半导体器件供应商,参与者中还有我的同事和业界的朋友,这也让我对它有一些特别的亲近感,希望它的实施能对我们大家的未来都有一些具体的好处,可让我们的生活更美好、人民更幸福。

(以上内容来源自 RichtekTechnology授权转载)

 

 

 

 

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