电源适配器快冲的潘多拉魔盒:快充迷雾中死亡内核?

  众所周知,手机充电依赖4个环节:充电器、数据线、电池以及电源管理芯片(IC),电流电压需要经过充电器和手机端的把控,再通过数据线的传输和电源管理芯片的控制,才能给手机充电。这4个环节决定着手机充电的安全和速度。
充电器也叫电源适配器吉利彩票投注,它的作用是把220V的居民用电电压转换为手机能够承受的电压,比如支持高通QC2.0协议的充电器,能将电压降到12V/9V/5V再传给手机。


  数据线承担着运输电流电压的作用,过程中会损耗一些能量,所以数据线也影响着手机的充电效率。
  手机电池一般都是锂电池,它具有能量密度高、使用寿命长的优点,同时也大大减少了手机、笔记本等便携式电子设备的重量和体积。不过锂电池也有毛病,它的充放电电压最好在2.4V~4.2V之间,
  电源管理芯片,顾名思义是用来管理从充电器传输过来的电流电压,相当于政府机构,保证充电过程的稳定和调控,它的出现也降低了锂电池“发脾气”的风险。手机电量快充满时,电源管理芯片就会开始发挥作用,自动减少充电电流、降低充电速度,保护电池寿命,
  高电压低电流的原理是充电器先把220V的市电转换成12V/9V/5V这些低压,通过数据线传给手机,然后电源管理芯片再把电压进一步转化成4.4V以下的低电压大电流,这样手机电池才可以承受。前期由于数据线只能承受2A以下的电流,传输过程也容易发热,导致损耗非常大,实际功率并不高。直到后来数据线质量提升,有些数据线也能承受5A电流,这一局面才改善了。电源管理芯片在转化电压时也会产生损耗,转化率只有90%,而且亮屏时发热也会产生损耗,所以为了安全和充电速度,采用这一快充方案的手机,一般亮屏时会变成慢充。
  高压低电流快充的困局高压低电流快充方案虽然兼容性出色,但它却存在一个致命的问题,充电器端输出的电压再高,进入手机端后也需要转换成与电池匹配的电压(约4.0V)。这就导致输入电压越高,转换效率越低,而损失的功率将会被转换为热量,从而影响到手机的安全和稳定性。
  大电流低电压模式快速充电管理IC模式
  直接把电充给电池而不经过降压IC,只经过充电器的一次降压,这样损耗减少了还能降低发热,实现了功率的提升,也能实现亮屏快充。这种方案需要特定的数据线和充电器、甚至充电口来实现兼容.VOOC闪充技术
  VOOC闪充定制了与众不同的硬件:7针Micro USB接口(标准Micro USB只有5针,多余针脚起到协议识别和大电流传输的作用)、8金属触点的电池、相对应的内部MCU电路以及专用的充电器。
  由于实现VOOC需要较高的物料成本,所以这种低压高电流快充方案并不被业界看好。
  在充电功率相近的前提下,低压高电流和高压低电流方案完全充满电的时间相差无几。实际上,各种快充技术比拼的也是前10分钟和30分钟内可以充入电量的多少,从这个角度来看还是低压高电流的效率更高。
  高电压大电流模式快速充电管理IC模式
  虽然低压高电流是当下高端Android手机最爱的快充方案,但本着“没有最快,只有更快”的发展趋势,它注定也是要被历史淘汰的。而有望一统未来快充江湖的,就将是“高压高电流”方案。
  在充电管理系统中后来的电荷泵技术的应用使得高电压大电流充电模式有了可行性电荷泵是一种直流-直流转换器,利用电容器为储能元件,用来进行电压转换,直接提高了电压和电流,它的出现彻底改变了手机的充电速度。相比传统IC只有90%的转化率,电荷泵能带来98%的转化!而且还能降低发热。
  电荷泵电路的特点·
  容易使用∶除输入输出端各加1个电源外,再加1个泵电容(Cpump)就可以。·
  相较於LDO,电路效率较高。
  ·低EMI或输出纹波。·
  输出电源的瓦数和VI/Vout电压比值受限。·价钱中等
  虽然市面上的快充方案名称五花八门,但真正的快充方案其实就只有高压快充与大电流快充两种,而大电流快充方案因其电源转换效率高,充电时机身发热低等优点开始逐渐普及开来。

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