最常见的几种手机快充方式和原理(2)

这一阶段的特性，也可以解释为什么手机指示充满电后，拔出USB线再插进去，手机又显示继续充电。手机充电原理

另外，需要说一下的是：以上的充电是针对于单节锂电池的最理想充电过程，目前的合格锂电池充放电保护板都是这样子工作的。

衡量充电电池性能的好坏，主要看以下几点：电池容量(可放电毫安数)、电池内阻(可放电最大电流数)、放电曲线(放电时保持比较高的电压)，以及循环次数(这点不太容易测，因为每块电池的循环次数差不多都在500次以上，太费时间)。这一指标是指把该电池以 20h 速率的条件下进行放电（放电电流为 6/20=0.3a），一直放电到电池输出的终了电压为 10.5v时，所测量到的总安培小时数。当ac电路电压从峰值开始下降时，电容cl通过负载和二极管vd5迅速放电，并且下降速率比ac电压按正弦规律下降快得多，故直到ac电压瞬时值达到1/2vm之前，vd2和vd3一直导通。

电池能量分布概图

结合锂电池的实际情况，一般手机的工作设置为当锂离子电池放电到一定程度时，会通过软件设置为不能通话或者强行关机。深度放电对锂离子电池的寿命会造成不可逆转的损伤，因此关机电压一般设置为3.5V左右。从电池的能量分布以及手机使用的实际情况来看，影响充电时间最大的是在恒流充电阶段的充电电流，目前主流手机设置的充电电流为450mA左右。如果想实现快速的充电，最切实可行的方法就是提高恒流的充电时间。锂电池的最佳充电速率为1C，这意味着一个 1000 mAh的电池组要以1000mA的电流进行快速充电，以这种速率充电可以实现最短的充电时间，而且不会降低电池组的性能及缩短使用寿命。对于容量不断增加的电池，欲达到这种满意的充电速率，提高充电电流值是不可避免的。

二：快充技术原理-快充方案典型应用电路图

快速充电方案包含两个部分，充电器部分和电源管理部分，电源管理部分的芯片置于移动智能终端内，有独立的电源管理芯片，也有的直接集成在手机套片中，电源管理芯片对锂电池的整个充电过程实施管理和监控，包含了复杂的处理算法，锂电池充电包括几个阶段：预充阶段、恒流充电阶段，恒压充电阶段、涓流充电阶段，充电管理芯片根据锂电池充电过程的各个阶段的电器特性，向充电器发出指令，通知充电器改变充电电压和电流，而充电器接收到来自充电管理系统的需求，实时调整充电器的输出参数，配合充电管理系统实现快速充电。

下图是匹配联发科的典型应用电路图

充电宝在给电器设备充电时，内置芯片会自动识别电器设备所需电流大小，智能地匹配充电。现如今，还搭载了绿源6plus充电器，内置智能芯片，真正地实现智能充电、智能断电，即时保护充电器。移动电源配备了一个快充接口、一个慢充接口，内置的智能芯片，会自动识别设备所需的电压电流，对于不支持快充的设备进行5v/2a的常规充电，对于apple watch这样的穿戴设备进行微流充电。

下图是高通QC2.0的典型应用电路图

三：快充技术原理-四大主流快充技术对比分析

续航方面，小米5和魅族pro6均支持最新的快充功能，前者基于高通qc3.0快充技术，后者基于联发科mcharge 3.0快充技术，在快充方面相当。当然，为了获得更强大的快充技术，不少有追求的厂商不会使用到高通（或联发科）配套的快充芯片组/电路，取而代之的是性能更强的第三方快充管理芯片，例如德州仪器、fairchild、汉能，具体型号就不列举了，它们在兼容高通qc/联发科pep之外还拥有更强的功率承载能力。由于华为、小米等手机品牌大厂拥有开发芯片能力后，可拉高对供应链管理、零组件成本、出货时程等管控程度，不会受到第三方芯片供应商的进度、供货状况等左右，对于高通、联发科等芯片厂而言不是好消息，随着华为、小米等取得有利的竞争条件，不免对高通、联发科等造成冲击。

1、高通Quick Charge

奥睿科4a3u智能usb插排提供4组ac插孔和配置了3个5v3a的usb智能识别的快充接口，能自动调整电流、电压适配不同设备的充电需求，给家庭数码产品、智能设备充电带来了许多的方便。通过以上测试可以看到360超级充电器的充电效果基本上都能与原装充电器一致，并且同样的充电接口在充不同设备时确实也能智能调节电压和电流的大小，这样一来在充电速率和充电安全上都能有所保障。使用品胜车充帮小米 note进行充电，二个口分1a和2a，插的是2a的usb口，可以看到实时电流为 1.00a ，电压为 5.00v，而 iphone 6 的充电电流为 0.83a，电压为 5.01v，开始插了1次不支持，再插才充上，应该是没放专用识别芯片。

我们以QC2.0来举个例子，Quick Charge 2.0需要手机与充电器都符合这一标准才能使用，为了防止老版本手机在充电时被过大电流烧毁，充电器中还加入一个IC控制器判断，当然，不符合Quick Charge标准的也有5V低电压与1A电流伺候。

Quick Charge 2.0已经融入到高通骁龙801处理器芯片中。目前支持这一技术的手机与相应的充电器搭配即可支持，例如小米4，三星S5或是HTC One M8，理论上，Quick Charge 2.0比传统USB充电方式快75%。，能在30分钟内为3300毫安时的电池充入60%的电量。

此次排名中的数据分别才选用了魅族pro6(联发科helio x25)、华为p9 plus(海思麒麟955)三星galaxy s7中国版(高通骁龙820)、三星galaxy s7韩版(exynos 8890)、iphone 6s (a9)几款机型，且数据均为平均值。xynos芯片一直是高通骁龙系列的对手，但由于仅三星与魅族两家使用，因此对高通的利益损害不大。注：以下数据数据中的跑分成绩，分别来自魅族 pro6(联发科helio x25)、华为p9 plus(海思麒麟955)三星galaxy s7中国版(高通骁龙820)、三星galaxy s7韩版(exynos 8890)、iphone 6s (a9)，数据中的成绩为平均值。

但是，如果在充电的同时也在使用手机，就会造成电压不稳，进而引发电池发热。因为2.5a输出时发热太严重，很容易进入过热保护，芯片停止工作，因此我试验多次，决定将输出电流限制在1.8a，发热情况得到很好的抑制，且此功率足以满足大多数手机的充电工作。“尽管在新品中引入了无线充电和快速充电技术，但苹果却严格限制了充电功率，唯一的解释，就是苹果怕充电功率太大会导致电池发热，进而诱发爆炸。

高通QC3.0相比QC2.0主要是增加了一个“最佳电压智能调节”（Intelligent NegoTIaTIon for OpTImum Voltage，INOV）算法，可以以200mV为一个台阶进行智能调节，提供从5V到20V电压的灵活选择（原来的QC2.0只支持9V、12V、20V三个档位）。这样手机可以在不同充电阶段，获得恰到好处的电压，达到预期的充电电流，使得电量损失最小化。

高通官方宣称，QC3.0充电效率比QC1.0提高1倍，比QC2.0的提高了38%，是普通充电技术的4倍，能在大约35分钟内将一部典型的手机从零电量充电到80%！

2、OPPO VOOC闪充

国产厂商OPPO自己研发了一种VOOC闪充方案，原理是恒压加大电流，但又对这种方式进行了改良，他们的办法是，恒压高电流，将电流提升到了4.5A，由此加快速度。

常规手机的充电过程，是适配器将220V交流电降压成5V直流电，在手机端通过充电控制电路调整为4.2V左右给电池充电，在电压调控过程中因为功率的损耗会产生发热现象（这也是我们常说手机充电时候会发热的缘故）。VOOC闪充技术将充电控制电路移植到了充电器，将发热源移植到了适配器，转移手机发热问题。

在充电结束后，芯片就会进入监测模式，若停止充电后电池端电压降至预充的阀值以下，芯片会重新启动对电池进行充电，将电池充至设定的电压后停止充电。除了全面屏之外，vooc闪充技术也是首次搭载到作为a系列的a79上，搭配3000mah的内置电池，在闪充技术加持下，短时间内即可快速补充电力，满足年轻用户长时间使用手机的需求，让更多的用户可以感受到“充电五分钟，通话两小时”的快感。二、使用电池的过程中，如果电池使用了一定的电量，那最好用完再充，也就是所谓的不要没有使用完电池再充，比如一台6芯的电池应该可以待机3个半小时左右，你在未插入适配器（充电器）的情况下用了一个小时，这时候应该存有60~70%的电量，那这个时候，不要插入充电器开始充电，最好是把这70%的电用完再充，中途充电对电池的寿命影响是最大的。

充了一会，把电池放到手机上开机，正常开机呀，进桌面，插入充电器有充电的指示，但时充时不充，在充电指示正常的情况下，充电的电流有时候有0.022a-0.035a之间的电流，有时候充电电流一直显示为0a，为什么会这样。为了减少lm317的损耗，输入电压设置在比输出电压高3v，如1.45×4+3约9v，如果你觉得lm317上3v损耗还是太大，可以把lm317换成1117这种1v的低压降ic（没试过）,如果你觉得串联充电不够好，可以只充一节电池，多做几组就可以了，其实对于一直成组使用的电池串联充电没有什么不好，充放电电流都是一致的。给改造后的充电2cr5电池充电需要买一个给4.8v手机（用镍氢电池的老爱立信手机）充电的普通“蛋充”，也是6，7元，然后给主正负极改装一下，做出导线导线的另外一端连接鳄鱼卡子，正好可以抓牢电池的正负极焊片，这样就可以，这种电池第一次充电最好使用一个7.5v50mah的横流源，充电14小时，能冲得满一点，不然手机蛋充充电电流太大，可能首次充电达不到好效果。

OPPO VOOC闪充对比1A及2A电流充电速度

3，联发科快充技术——Pump Express

”然后说，有人说，充电5分钟，通话2小时，我们是充电5分钟，通话3小时31分钟。不仅能照明，该研究小组还在研究进行着另外一种更加有趣的应用：给手机充电：大约需要600毫升的尿液，就可以为手机充电6小时，并为手机提供通话3小时的电量。它可以实现充电5分钟，通话2小时，闪充30分钟即可充电75%电量百分比。

联发科Pump Express特点：允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压，由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器，充电器依照这个指令调变输出电压，电压逐渐增加至高达5V 达到最大充电电流。

联发科目前有两种快充规格：

（1）Pump Express为快速直流充电器提供的输出功率小于10W（5V），受控输出电压：5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V，主流输出功率：5V/1A & 5V/1.5A

（2）Pump Express Plus为充电器提供的输出功率大于15W，其差别为受控输出电压增加了12V、9V 和7V 三个档位，为12V/9V/7V/5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V。

联发科MTP Pump Express Plus的原理和高通Quick Charge大同小异，都是在保证充电电流2A的基础上，通过加大充电器到手机USB 端口的电压来实现更大的充电功率。

4，TIMaxCharge

TI MaxCharge快充技术集成了5A单节锂离子电池充电器电路，在电流高达5A的时候支持高达14V的输入电压。向下兼容高通Quick Charge 2.0的9V、12V两档电压，对联发科Pump Express Plus的7V、9V、12V支持也不在话下。手机充电原理与现有电池充电器相比，这款器件将充电时间减少一半以上，最高可将充电时间加少60%。

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