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盘点展望7大手机有线快充:准备迈入10+分钟满电的时代
2021-01-27 10:09:40  出处:快科技 作者:岛叔 编辑:岛叔     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

一、前言:“军备竞赛”盛景!一文详解主流有线快充

电池技术长期困于瓶颈期的缓慢发展,但与此同时,快充行业却在突飞猛进,不断突破想象。

短短数年,就连一贯保守的iPhone也已脱离“五福一安”的5W的局限,提供了18W PD的选择。

看向安卓阵营,尤其是国产手机这边则更是精彩纷呈:30W已经出现在千元5G手机上,40W快充、65W快充也已经大量现身在2000元档、3000元档的中高端5G手机上。

到了顶级快充旗舰的角逐,已经有了军备竞赛的的浓浓火药味儿:小米、vivo相继完成120W快充方案的商用落地,相信绿厂OPPO此前官宣的125W快充首发机型也已经在路上了。

盘点展望7大手机有线快充:准备迈入10+分钟满电的时代

当然,罗马不是一天建成的,安卓阵营自2013年高通推出QC快充之后,快充技术的快车道狂飙已经延伸出了多条不同方向的支线,各类方案和标准层出不穷,虽说都是快充,不同厂商、不同方案差别也是十分巨大。

所以,接下来我们就带大家盘点一下安卓阵营的快充方案,此次盘点涉及OPPO、vivo、小米、华为、努比亚、黑鲨、联想等几个较具代表性的国产手机厂商的旗下产品,且均为已上市开售机型搭载的量产落地方案,同时也展望了一些已公布但尚未商用的新方案。

二、小米:抢先落地120W快充之王

在快充的道路上小米已经发力许久。

比如其在2017年就为小米6安排上了USB PD3.0 PPS,接着从小米9开始推出半私有协议性质的9V3A 27W ChargrTurbo快充。在此之后,小米在魔改方案基础上推出的自有协议10V4A 40W ChargrTurbo快充与10V3A 30W ChargrTurbo快充,同时也兼容PD协议。

然后到了2019年3月,小米还率先公布了100W快充技术,不过直到2020年上半年才进入可成熟量产的阶段,百瓦以上的快充真正量产商用随着小米10至尊纪念版的到来才算成真。

——关于小米120W快充方案

目前搭载小米120W快充方案的仅小米10至尊纪念版,具体方案思路是通过将大电流分解为双路小电流充电,以实现降低充电通路的阻抗、提升转化效率的目的,并在两条充电通路上分别搭载定制电荷泵充电芯片,组成双电荷泵并联。

这两颗转化效率达98.5%的电荷泵在120W大功率充电过程中,负责将两路20V 3A的高电压电流转化为两路10V 6A的低电压电流,最终汇流成10V 12A的大电流输入电池。

盘点展望7大手机有线快充:准备迈入10+分钟满电的时代

为了实现120W大功率充电,小米10至尊纪念版的电池内部的两个2250mAh电芯采用串联方式设计,等效4500mAh。

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——小米120W快充实测数据

实测发现,120W有线快充可以让小米10至尊纪念版的4500毫安时大电池,从1%回满血至100%,仅仅消耗23.5分钟的时间。

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等效4500mAh电池实测(数据来源:快科技评测室)

二、vivo:小兄弟iQOO携120W冲锋在前

自从iQOO诞生之后,蓝厂vivo大都将较为激进超前的方案先在自家小兄弟iQOO上进行试水, iQOO 5 Pro也就成了蓝厂120W快充方案的先锋搭载者。

初代iQOO手机上就带来了当时行业最快充电速度之一的44W超快闪充,15分钟充至50%,45分钟即可100%。此后iQOO甚至在更高定位的产品上更进一步使用时至今日仍然罕见的55W快充,以及在中高端机型上使用33W快充。

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——关于vivo iQOO的120W快充方案

iQOO的120W快充方案我们在MWC 2019上就已经看到,最终在iQOO 5 Pro身上量产落地,虽比小米10至尊版稍晚一些时日,但在同一时间段。

原理方面,iQOO与小米有些相近,也是通过定制充电转化率达98.5%的电荷泵芯片,完成20V/6A到10V/12A的电压电流转换,再将传统的单电池升级为6C高倍率双电芯电池组(单颗2000mAh容量电芯支持最大12A输入电流)。

接着引入“阵列式极耳结构”,通过串联降压的原理将10V/12A最终转化为(5V/12A)×2。

“阵列式极耳结构”是指在正负极的每个卷绕层中,都探出一个极耳,相当于给电芯内部做多次并联,降低正负极片电阻,以及降低整个电芯的阻抗,控制电池发热。

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——vivo iQOO 120W快充实测数据

实测发现,120W有线快充可以让iQOO 5 Pro的4000毫安时电池,从1%回满血至100%,仅仅消耗15分钟的时间。

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等效4000毫安时电池实测(数据来源:快科技评测室)

三、OPPO:65W大量普及 125W手机或已在路上

正是OPPO的那句“充电5分钟,通话两小时”让智能手机的快充走入大众用户的视野当中,深入人心。自此之后,快充也一直都是让OPPO鹤立鸡群的法宝之一。

到今天,这项技术已经进化为三个分支:30W的VOOC 4.0有线闪充、40W的无线VOOC闪充和65W的SuperVOOC 2.0有线闪充。在这之中,功率高达65W的SuperVOOC 2.0,是OPPO最快的量产闪充技术,已经普及覆盖到Reno系列、Find系列涵盖的大量机型上。

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65W适配器体积接近传统18W~30W 充电器

——关于OPPO的65W快充方案

快充的发展路径上,一直都需要面对两个困难:充电效率能否达到一定要求,否则往往会遭遇电能转化出过多的热能的窘境,还有就是电池能否经受高倍率充电,保证寿命不受影响。

先来说充电效率。众所周知,220V的交流电不能给电池直接进行充电,需要一个电源适配器将大电压交流电转换为低压直流,比如OPPO Reno4 Pro的65W SuperVOOC 2.0所配套的电源适配器可以输出65W的最大功率。

在这个电力转换的初始环节,过去传统的MOSFET(硅基氧化物场效应管)电源适配器受制于材料特性,功率转换效率相对较低,而效率低就意味着有更多输入的能量以热量的形式散发出去,让电源适配器不得不增大体积,保障散热效果和安全。

好在有稳定性好、电子迁移速度更快、热导率更高等特性的氮化镓出现,成为更适合MOSFET的新材料解决这一问题。

电池组方面,以OPPO Reno4 Pro为例,不同于传统机型,内部电池实际上是两块2000mAh 的电池串联,采用的也都是支持3C大倍率充电的电芯,电芯阻抗更低,所以在充电过程中的温升也更低。

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SuperVOOC 2.0适配器电压和电池电压同步提升,最高10V 6.5A的直充电流进入串联双电芯的结构以分担为每个电芯5V 6.5A,由此实现了低压大电流直充。

——OPPO 65W快充实测数据

从5%开始充电,10分钟即达到50%电量。实测可以让搭载等效4260mAh电量电池的OPPO Find X2 Pro从5%回血至99%仅仅需要35分钟的时间。

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等效4260mAh电池实测(数据来源:快科技评测室)

——关于OPPO 125W快充的展望

OPPO在智能手机的快充领域长期占据先发、领先优势,2020年小米、vivo双双量产落地到新机型的120W快充算是头一次走在了OPPO前面,打破了当年OPPO闪充工程师田晨“在商用闪充技术中能打败OPPO的,可能只有OPPO自己了”的预判,同时也可以一窥快充领域你追我赶的竞争之激烈。

具体来说,OPPO的125W超级闪充充电头采用并联三电荷泵,转换效率达98%。充电器输出的20V 6.25A功率经过三个并联的电荷泵降压转换成10V 12.5A。相应的,电池规格由3C提升到6C以提升充放效率。

其实,OPPO的125W快充在2020年7月就已经正式发布,已经有125W超级闪充闪充头出现,只是目前看起来还在等待新机搭载,未来我们拭目以待。

四、华为:40W成为过去式 66W坚守单电芯

华为是国内最早在进军快充领域的品牌之一,先后使用过9V2A FCP、4.5V5A SCP、5V8A SCP、10V2A SCP、10V4A SCP等多种快速充电技术,之前的Mate30、Mate20 Pro、P30 Pro等大量机型均搭载40W的10V4A SCP,此方案甚至还普及在了nova8 SE、畅享系列等中端机型上。

不过自此之后华为便没有什么的大的动作,直到Mate 40系列发布才带来66W快充。

当时,华为消费者业务CEO余承东还针对快充发表过一些观点:其实华为可以实现更高的快充速度,为什么不用呢?他认为过高的快充会导致电池容量密度也高,安全性降低,结果就是手机电池的容量不得不增加,手机厚度也必须增加。

在他看来,华为Mate 40 Pro升级到的66W的已经非常不错了,他本人感觉44W快充其实就已经很快,可以满足自己的日常需求。

——关于华为的66W快充方案

在华为66W快充体系当中,搭配使用的电池会采用一种叫作“单芯双路三电极”的技术,通过保护板和电芯的分流技术,降低了通路等效阻抗和热耗,打破传统单电芯和双电芯快充方案的技术局限,实现“一颗电芯双路充电”。

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相比较传统的单芯方案,华为采用的单芯双路三电极技术电阻更小,因而发热更少,充电效率更高。

值得一提的是,相比较双电芯,在电池容量相同的情况下,单电芯电池的体积更小。因此,华为采用66W快充方案的诸多机型,比如nova8系列、Mate40系列在实现高功率快充的同时,能够让整机重量、厚度得到控制。

最关键的是,单电芯电池方案比较成熟,没有使用寿命、充放电循环次数等顾虑。

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——华为66W快充实测数据

观察充电过程还会发现,在电量低的情况下,测试机型的充电功率几乎会拉满,仅仅10分钟,电量就从2%充到了40%。

随着电量的增加,充电功率会慢慢减小,逐渐进入涓流模式。这并不是说手机厂商故意放慢充电速度,而是锂电池要求这种先急后缓的充电模式,兼顾了充电速度和电池耐用性。

除了充电速度外,充电时的温度也是用户非常关注的,很多相关测试机型充电时,手感温凉,传导到机身的热量基本与人体表层温度一致。这主要归功于其全新升级的单芯双路三电极快充技术,相比传统的单芯技术电阻更小,减少内部电压转换时的能量损耗,降低了电池发热温度。

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4000毫安时电池实测(数据来源:快科技评测室)

此外,相比华为此前的40W快充,66W有线超级快充可将11V/6A,通过两个电荷泵IC,同步分流成两路3A,再转换成两路6A,进一步解决了高压充电电压转换率低、低压充电电流大的矛盾,同时也降低充电器的发热、提升可靠性、减少充电器体积。

华为给66W快充方案搭配的充电器,与笔者体验过的同功率配置下的其他充电器相比,体积更为小巧,大大提升了便携性。

五、红魔:风冷快充业界独狼!更猛的120W马上就到

无论是高压方案还是低压方案,大功率快充常常会遇到一个问题:充电前期恒流快充阶段,大电流的介入导致发热量极速上升,出于电池保护和温升监测机制会大幅降低充电电流,导致高功率充电持续时间很短,整体充电耗时变长。

针对这个问题,作为手机界唯一的风扇玩家,努比亚结合红魔独有的内置风扇,创造出了“风冷涡轮快充”方案。

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内置风扇+液冷一直是红魔独有的一项散热技术,此前主要应用在游戏过程中的散热,自红魔5G手机开始被正式用于快充:当温度及电流达到一定阈值时,内置风扇自动启动,加速电池及整机的散热降温,确保大功率的快充更加持久,从而达到在更短时间内充入更多电量的效果。当快充处于温升及电流的平衡阶段则自动关闭风扇。

“风冷涡轮快充”方案最大限度地发挥快充的作用,让快充速率更高更稳定,让充电耗时更短。

——55W风冷涡轮快充方案及实测

红魔5G升级了此前红魔3时代的27W PD快充,采用的55W快充方案。官方预送的是一个支持PPS协议的快充充电器,兼容QC4.0和PD3.0,具体来说,输入支持100-240V ~ 50/60Hz 1.5A Max;输出支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A;PPS:3.3-11V/5A。

另外,充电器的针脚可以收纳,也支持给笔记本电脑充电。

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经过实测,从5%充至100%充电仅需38分钟的时间,而且是在开机息屏的状态下,这对于一个4500毫安时的单电芯电池可以说是相当不容易了,回血速度甚至超过一些电池容量更小、充电功率的机型。

这其中也有智能涡轮风扇的原因,在快速充电的发热状态下为之散热,帮助维持快充效率。

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4500毫安时电池实测(数据来源:快科技评测室)

——120W风冷涡轮快充展望

型号为NX669J的努比亚新机早已经获得3C认证,该机如无意外便是即将登场的红魔6。

3C认证页面显示,红魔6配备的充电器支持66W快充,而此前官方确认红魔6支持120W快充。

这似乎意味着红魔6 120W快充头可能为选配,手机标配66W快充。还有一种可能就是红魔6提供了标准版、高配版两种选择,高配版会配备120W快充头。

作为业界仅此一个的风扇“独狼”,55W快充方案便显现了特殊散热方案对于快充持续满血的增益,那么120W快充在风冷+液冷的加持之下能碰撞出怎样的火花?努比亚红魔能否借此在百瓦快充的手机阵营当中脱颖而出相当值得后续关注。

六、黑鲨:双电芯快充方案它不一样 120W即将驾临

在快充领域,黑鲨的进步跨度相当大——从27W充电方案直接飙升至现有的65W快充。

值得一提的是,以黑鲨3S为例,其双电芯方案迥异于业界其它双电芯机型,采用了一种叫作“串充并放”的技术,简单来说,就是充电的时候将双电芯串联,以拉高功率,绿厂的SuperVOOC也是如此为之。差异则在于黑鲨相关机型放电的时候是将双电芯并联,以让电压和单电芯等同并直接给元器件供电。

结合现有资料来看,这种既能串联又能并联的机制极有可能是通过快充协议握手情况来实现的:外电源能触发两倍压快充时,切换为串联双电芯,此时硬件结构和业界的常规双电芯快充方案无异;其他情况则是并联。

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并联状态的电芯意味着可低压充电时,充电端侧不需要急剧升压,保持高效率输入;放电端不需要过电荷泵,尽量规避额外损耗;当电芯相同时,并联双电芯的内阻也远远小于串联双电芯的形式,减少电池的热损耗。

通过我们此前对黑鲨3S的实际测试可以看到,该方案下的快充高功率持续时间极长,能在10分钟之内让4720mAh的大容量电池从3%回血到45%,在同规格快充之中最为强悍,可称无敌。

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等效4720mAh电池实测(数据来源:快科技评测室)

就在我们撰文时,黑鲨4也已经开始预热了,此作将带来120W闪充,电池容量为4500mAh,将是接下来充电速度最快的黑鲨游戏手机。据悉该机定制了高效电荷泵,充电效率高达98.5%,可大大降低热量损耗,提升充电效率。

如果能继续沿袭“串充并放”的技术路径,相信能带来相当惊艳的百瓦快充效果,拭目以待。

七、联想:大开脑洞!简单粗暴的90W双插怪兽

简单粗暴的路径没有什么弯弯绕,往往也比较直接高效,联想就是此中代表。

不同于其它家玄之又玄、大刀阔斧魔改的自有协议,联想旗下代表性的拯救者电竞手机Pro的90W快充一点都不神秘——简单直接,为了实现90W快充,它安排了两个Type-C接口,双口全能均支持QC3.0协议,同时各输出45W,结合双电池,让充电功率最高达到90W。

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脑洞大开的双电双插

这样做的代价是把充电器做得硕大无比,且重量压手(约有151g),但是能够完美兼顾笔记本充电需求。官方预送的是一个双Type-C口双盲插氮化镓充电器,支持主流PD3.0快充功率档位要求。单口90W输出可以给16寸的Macbook Pro充电;双45W输出,还可以给常见的轻薄型笔记本电脑充电。

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实测10分钟让电池从12%回血到56%,20分钟回血到87%,这样来看,充满5000mAh电池至多也就是半个小时。如果不介意超大号的充电器与较粗的充电数据线,如此实现的90W快充方案在充电效果方面堪称可怖。

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5000毫安时电池实测(数据来源:快科技评测室)

八、总结:准备迈入10+分钟满电的时代到来

此次盘点当中,我们没有提及到的魅族在快充领域有些令人惋惜,它早在2017年就超前展示了震撼行业的电荷泵Super mCharge的充电技术,在当时功率就高达11V5A 55W,算是超大功率快充方案的先行探索者之一,只是至今仍没有将之落地到量产机型上。

此后魅族旗下机型的快充方案一直停在USB PD与MTK PE协议上,到了现有的最新旗舰17 Pro也只能支持到30W,希望接下来的魅族18系列能够有所突破。

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总体来说,小米与iQOO的行动速度最为迅猛,两者总是争先做第一个吃螃蟹的人,让百瓦以上的快充真正量产商用,并随着各自相应机型的到来落地成真,分别以20分钟出头帮5000毫安时大电池回满血、15分钟帮4000毫安时电池原地复活的成绩最先惊诧业界,能够总是拔得头筹也算是一种实力体现。

华为是65W以上快充方案当中单电芯电池的坚守者,它采用“一颗电芯双路三电极充电”的策略。相比较传统的单芯方案,其采用的单芯双路三电极技术电阻更小,因而发热更少,充电效率更高;相比较基于双电芯的方案,在电池容量相同的情况下,相应机型采用的单电芯电池的体积更小,这也是华为采用66W快充方案的诸多机型,比如nova8系列在实现高功率快充的同时,能够让整机重量、厚度得到控制的原因之一。

OPPO在智能手机的快充领域长期占据先发、领先优势,只是“在商用闪充技术中能打败OPPO的,可能只有OPPO自己了”的预判被半路杀出的小米、iQOO百瓦快充旗舰打破,其强势之处在于完成了中端机型到旗舰机型的65W快充覆盖,欧加体系入门机型的30W快充普及,让不同消费能力的用户都能享受同级机型当中较为强劲的快充。

黑鲨“串充并放”的方案为双电芯快充手机提供了新的思路,将是百瓦时代值得关注的一条技术路线。

红魔、联想旗下拯救者电竞手机是快充领域的实用“异形”,两者都因为各自强烈的电竞属性带来了无所顾忌的魔改空间,前者在机身当中塞入风扇及液冷模块给充电过程做物理降温,尽量延长快充的“鸡血”时间,后者直接大开脑洞,简单粗暴献上了双电双充,用最朴实的办法实现最强劲的效果。

盘点展望7大手机有线快充:准备迈入10+分钟满电的时代

通过对如此之多的主流国产手机快充方案的盘点,相信大家都有了一定了解,目前主流旗舰功率级别一般在55W到65W,超大功率组则在100W以上,其中大部分都采用了私有化协议,想要得到最快的充电速度需搭配原厂配件使用。

充电时间方面,实现半小时充入90%左右的快充方案就可以让用户体会碎片化充电的畅爽,而超过百瓦的超大功率产品则几乎可以让用户忘记“充电”这个过程,随用随充十多分钟从0立马满血复活。

2021年余下的这些时间当中,手机快充还会迎来新一波技术升级,效率更高功率更高速度更快必然是不变的目标,从主流厂商表现出来的对120W快充方案的热衷及纷纷上马来看,百瓦快充广泛落地必将成为趋势,旗舰机型迎接10+分钟满电的时代并不遥远,我们拭目以待。

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责任编辑:岛叔

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