20230614-手机充电协议

手机快充协议

各家厂商为了提升充电速度于是发展出了多种快充协议快充,不同厂家选择的充电电压和电流都不同,所以需要一个协议在充电器和手机间进行协调,确保手机不会被过大的电流充坏

USB PD 是目前通用性最高的公共协议之一,从iPhone、MacBook、市面上大部分采用 Type-C 接口的 Android 设备乃至 Nintendo Switch,都能使用这种协议进行快充。

换句话说,如果你日常使用 Android 作为主力机,同时还有一部 iPhone 备用,游戏机是 Nintendo Switch,工作还需要用到笔记本电脑,理论上来说这些设备都可以使用同一个支持 PD 协议的电源来正常握手并实现快充。只要有type-c接口。

目前最新的usb_pd 3.0 支持100W的充电功率,具体准则分为了10W 18W 36W 60W和100W五种,预期相对应的电压则有5V 12V 与20V 最大支持电流有1.5A 2 3 5 等不同的档位

私有协议

高通 QC
QuickCharge,是由高通主导的快速充电技术。 主要解决硬件不同环境下的电池快速充电。 以是高通QC2.0为例,在不改变接口的情况下进一步提高充电速度,就需要引入更高的充电电压(HVDCP)。

1、高通为usb接口设计了一套通过改变USB接口的d+、d-两脚电压,实现充电头手机相互识别的握手协议。

2、在手机通过握手协议申请更高电压后,充电器就输出手机申请的电压。这就是高通QC2.0的充电方式。

3、根据电压档位的不同,又可以细分为classa和classb两个版本。其中A级标准支持5V、9V和12V三种电压,适用于智能手机、平板电脑以及其它便携式电子设备。

4、B级则支持20V电压,最大可以输出40w功率,应用用对充电速度要求更高的设备。

联发科 PE
联发科的快冲标准是Pump Express,就像高通的QuickCharge技术一样,也是一项用于移动设备为主的快冲协议,支持这个协议的设备和充电头在握手之后(通过充电电流的大小来触发协议,随后触发升压或者降压),可以通过提升电压及电流,实现快冲的效果。

vivo:FlashCharge
这是vivo品牌手机采用的一种大功率快充技术,与其他快充技术一样,通过更高的充电功率实现较短的充电时间,由于在芯片端采用的是独家的协议,因此无法在其他品牌或不支持该快充技术的充电头、手机中使用;

华为:FCP & SCP
FCP和SCP是华为推出的快充协议,前者是18W快充,9V/2A(比较早),后者是超级快充(充电时手机会显示超级快充)(2016年发布),22.5W快充和40W快充,4.5V/5A或5V4.5A往上,另外有的手机只支持22.5W快充的话,不会显示超级快充,但升级系统后支持超级快充,并显示超级快充,有些手机同时这两种快充(22.5W和40W快充)。

小米ChargeTurbo快充协议
目前小米快充有50W、40W、30W等快充规格。

小米采用高通骁龙处理器的机型对QC快充协议具有不错的支持,例如小米10至尊版支持QC5.0,小米10 Pro支持QC4+,两者都兼容PD3.0。

OPPO: VOOC系列快充
早在14年的时候,OPPO就推出了VOOC 1.0,与主流快充采用高压方式不同,VOOC闪充采用的是低压高电流的方案。

相比传统的高压快充,低压快充温控更好,效率更高,3000毫安时的Find7可以在30分钟内充电到75%,要知道当时还是2014年。

此外由于电池系统、线材、充电头都被重新定制过的,所以一般充电器都不适配VOOC闪充。

三星:AFC
三星出品的Adapting Fast Charger同时向下兼容兼容QC2.0。

各个厂商各自的技术,一般来说要搭配自家的充电器才能使用,不同的私有协议不互通,你用华为的scp就算是40w也不能给oppo充40w。

不同协议之间的区别

高电压 低电流

高电压、低电流充电方式需要到手机端进行变压,让电压下降到适合手机电池消化的范围。期间的能量损耗会以热能形式散发出来,这也导致了手机充电发热问题。高电压、低电流充电方式需要到手机端进行变压,让电压下降到适合手机电池消化的范围。期间的能量损耗会以热能形式散发出来,这也导致了手机充电发热问题。

低电压 大电流

低电压、大电流方案的主要缺点则是较高的定制成本、以及低适用性。手机内部相关元件、充电头和充电线,都需要根据需求定制。以线材为例,常见的通用充电线材只能承载3A的电流,要实现5A大电流快充,就必须对充电线进行改造。我们看到当年在快充上投入大量宣传的OPPO、Vivo的充电头更大、充电线更粗,就是基于这个原因。

动态调整

动态调整的快充,基本是基于多电芯(电荷泵)串联和将电压的转换操作交给充电头,然后通过充电头而非手机去做细节的电压变动来实现的。

目前很多的厂家的快充都开始基于pps 可编程电源,从而实现高功率 大于100W 充电,也许有一天能出现一统江湖的协议也说不一定

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