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电池无法推翻打破,快速充电演出“围魏救赵”大戏

锂电池是整个数码设备生态系统中最薄弱的一环,续航能力成为巨大挑战,在目前没有比锂电池更好的电池新技术应用前,如何实现锂电池的快速充电成为解决

锂电池是整个数码设备生态体系中最单薄的一环,续航才干成为巨大应战,在现在没有比锂电池更好的电池新技能运用前,怎样完成锂电池的快速充电成为处理问题的要害。除了三星,包含华为、Oppo、Vivo、小米等国内外干流3C企业都在活跃布局快充技能,并成为其市场营销的最大卖点之一。

快速充电规范加快一致与遍及

现在快速充电规范处于战国时代,许多芯片厂商与手机厂商推出了各种充电技能,如高通Quick Charge 4.0/3.0快充、联发科MediaTek Pump Express快充、Oppo VOOC闪充、一加Dash快充、华为SuperCharge超级快充、TI MaxCharge快充等。

这些规范除了各有特点与优势外,最主要的问题是各自为战,在线缆及充电头上都有必定的特殊性,电源芯片办理也具有不同之处,缺少通用性,给快充遍及带来晦气影响。

可喜的是,推行、制定USB(通用串行总线)的非营利安排USB-IF(USB开发者论坛)发布了USB PD (Power Delivery) 3.0 的最新更新内容,一致了快速充电技能规范的PPS (Programmable Power Supply,可编程电力供应),为数码设备跨厂牌快充的愿景,供给了必定的根底。

USB-IF发布的USB PD (Power Delivery) 3.0 的最新内容,傍边归入了高通(Qualcomm)的Quick Charge 4.0/3.0、OPPO VOOC、联发科Pump Express 3.0/2.0,还有华为SuperCharge等快充处理计划。一同,USB PPS还和我国工信部的泰尔实验室达成了一致,估计将与国标完成一致。

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在规范方面,USB PD 3.0在参加PPS之后,输出电压规模从5V调整到3.0V~21V;而可调整电压起伏则是20mV,可以完成低压大电流直充。而且不允许USB连接埠不透过USB PD的协议来进行电压调整。USB PD 3.0规范将进一步推进业界研制支撑PPS技能的芯片以及处理计划。而全球的数码设备特别是智能手机用户将有或许在2017年或稍后体会到电源充电器一致带来的便利性。

此前,Android手机阵营由于欧盟的强制规则,也曾体会过凡micro USB充电头简直皆可通用的便利性。但是现在USB PD 3.0的重要更新,则进一步将手机快充也归入进来,扩展了原先的范畴。别的,谷歌在Android 7.0的OEM规范中就明确指出,快速充电有必要根据USB PD而来,也算是倒逼PPS出台的一个要素。

USB PD 可兼容5V/12V/20V 不同充电电压和 1.5A/2A/3A/5A不同充电电流,最大支撑高达 100W 充电功率。一同,USB PD可以将电源线和信号线整合至同一条线缆内。除了可以给手机、平板等移动设备充电外,还可给笔记本等曾经无法经过 USB充电的设备快速充电。USB PD设定了 10W、18W、36W、60W、100W五级充电规范,不只充电功率强悍,更可以完成双向充电。

USB Type-C 与 USB PD 协议共生,有望一致快速充电规范,而且跟着USB Type-C接口的遍及,将推进快速充电技能的大规模运用。智能手机、平板电脑、笔记本电脑等一切的数码设备都有望完成充电器和数据线的一致。

快速充电技能

近十年,数码设备特别是智能手机硬件以飞快的速度开展,CPU从低频单核,到现在的高频多核,伴跟着功用飞速进步的一同,续航才干越来越成为数码设备最大的瓶颈。

而锂电池技能这么多年来根本处于原地踏步状况,在电量不够用的情况下,怎样处理电池的续航问题成为要害。快速充电技能可谓锂电池在运用上的一次立异,只需求十几分钟的充电进程就可以到达一般充电一小时左右的程度,大大进步了充电功率,也利于用户运用琐细时刻给数码设备充电。在电池容量无法得到颠覆性打破的情况下,快速充电技能成为处理顾客运用痛点的迂回之策。

我国信息通讯研究院对快速充电的界说是:30分钟充电进入电池的均匀电流大于 3A 或许 30 分钟充电电量大于 60%。

快速充电主要是确保锂离子(Li+)快速地从正极嵌出并快速的嵌入负极,不能形成锂离子(Li+)的堆积。

快速充电技能三种不同的完成方式:

(1)电压不变,进步电流;

(2)电流不变,进步电压;

(3)电压、电流均进步。

快速充电是一个体系的归纳工程,快速充电体系包含快充规范,快充电源适配器,接口 E-marker芯片,线缆,数码设备芯片,电池等多个部分。各部分都有必要针对不同规范专门规划,才干完成快速充电功用,而且确保充电安全。

快充适配器:需求专门适配器将交流电降为所用快充协议规则的电压电流,并供给满足安全确保。

快充线缆:需求能承载 5A乃至更高的大电流,而且搭载接口芯片做辨认、认证和维护。

数码设备芯片:对电源办理 IC和处理器提出更高要求,支撑在数码设备软件界面充电类型挑选和维护。

快充电池:运用专门的快速充电电芯,充电倍率(充电电流/电池电量)至少在 1.5C以上。

快速充电作为进步用户运用体会的微立异,未来将逐渐得到遍及。不管在数码设备仍是新能源汽车上,快速充电作为一种可以完成加快充电、削减等待时刻的技能,在产业链逐渐老练的情况下,将得到越来越多的运用。

快速充电技能的应战

快速充电技能关于锂电池资料、体系组成结构等方面都提出了更高要求和应战。快速充电进程中,确保设备安全性和传输数据的稳定性关于数码产品来说是极具应战的。

快充是一个体系的归纳工程,既要资料合作,电池结构规划也相应要改动,还需匹配大功率充电器,并不是一切的电池都合适快充。

既然是快充,那么未来的开展方向自然是比快更快。低压快充计划未来的最大开展瓶颈在电池上。充电器的输出功率可以做到很大,但怎样让电池可以都接受住这么大的电流输入是需求考虑的。

高压快充计划,除了要处理电池问题外,未来还需求处理快充时所带来的发热问题。比方手机充电时转化功率根本在80%左右,最多也就90%,这就意味着还有10%没有转化的能量会变成热量。这部分热量导致设备发热。由此或许引起用户关于安全问题的忧虑。

假设在高压快充计划下,将充电器输出功率进步到70W,在手机降压电路处的转化损耗依照丢失10%来核算,发热将到达7W。而这是一个十分夸大的数字,处理难度不小。因而做好热办理是完成快充的根本要求。

快充技能本质是将尽或许多的电量塞进锂电池里,不断应战电池技能的资料和规划的物理极限,一同也在直接要挟着电池的运用安全和寿数。

快充是经过电压电流转化来完成的,在确保安全的前提下寻求更高效的转化技能自身便是职业瓶颈。假如不能确保安全,再高效的快充技能都是无用的。

小结:在数码产品有限的空间里以及电池容量很难进步的情况下,运用快充技能显得十分必要,但咱们需求在确保不影响电池可靠性等要素的根底上开展快充技能。跟着电池技能的打破合作老练的快充技能,将推进数码产品的更快速开展。

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