中关村在线@功率都上百瓦了 手机充电技术发展的终点到了吗？中关村在线2020-07-27 07:19:330阅
十年前 ， 市面上流行的手机电池几乎都是可拆卸的 ， 两块电池几乎是当时手机的标配 。 在那个“万能充”盛行的时代根本就没有快速充电的概念 ， 因为一块电池没电了 ， 换另一块已经充好的电池就好了 ， 没电的电池拆下来插“万能充”上就妥了 。
但在那个手机潮流讲求越小越好的时代 ， 偶尔也会遇到这样的尴尬局面：刚换的手机电池玩大劲儿了即将没电 ， 而掐着另一块电池的万能充还在不停的闪烁着……
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图1/11万能充
快速充电实际上并非手机电池不可更换后才产生的需求 ， 更大容量的电池、更快速的充电一直都是广大消费者的诉求 ， 也是手机行业一直在探索的事情 。 但电池技术发展进入瓶颈 ， 过激的提升电池能量密度会带来安全隐患 ， 而新材料又没有什么实质性的突破 。 所以更快的充电也就成了行业发展的共识 。
五年前 ， 当我们还在用着功率低于10W的手机充电时 ， 很难想到五年后的今天手机充电功率可以上百瓦 ， 而且还是行业普遍性的升级：iQOO发布了120W超级快充 ， 并宣布将在下个月发布的iQOO旗舰机上实现商用；OPPO和realme带来了125W超级闪充 ， 前者更是推出了体积更小的充电头；联想拯救者游戏手机上已经实现了90W充电；小米100W快充或也将近期面世 。
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图2/11功率的大幅度提升带来了手机电量肉眼可见的增长 ， 原本需要两三个小时才能充满的手机 ， 现在只需要十几分钟就可以完成充电 。 突破性的发展也难免带来更加大胆的猜测：手机快充的功率还会大幅提升吗？手机电池会不会几分钟甚至是在1分钟之内就充满？
1、充电速度升级可不仅是电压和电流的提升
功率=电压x电流 ， 我们对这个物理公式都不会感到陌生 ， 想要提升充电功率 ， 自然要在电压和电流方面做功课 ， 但显然快充不只是提升电压和电流这么简单：是需要改良电源适配器、数据线、接口、手机内部电路、电池的一项系统工程 。
电源适配器：想了解一款手机的充电功率 ， 我们习惯性的去看充电头上的输出电压和电流 ， 这也正是它的意义所在：将220V电压的电能转换为手机可以承受的低电压 。 当然 ， 充电器上的输出电压电流并不能代表手机快充的最高能力 ， 但却限制了用该充电头充电时的最高功率 。
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图3/11随着输出功率的不断加大 ， 充电头的发热也将越发明显 。 所以我们可以看到 ， 当前的百瓦快充都在充电头中加入了温度感应器 ， 可通过数据线将温度信息传递给手机 ， 手机就会根据充电器的温度来控制充电功率 ， 从而确保系统的正常运行 。
数据线和接口：并不是所有的数据线都可以实现快充 ， 主要原因在于数据线和接口的承载能力 。 比如此前普通的Micro USB数据线 ， 不能承载较大的电流 ， 所以最开始的手机快充都是通过提升电压来实现快充 ， 比如9V/2A 。
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图4/11目前手机数据线大多为Type-C数据接口 ， 电流的承载能力大幅提升 ， 但想要实现更大的电流 ， 还需要对线材进行升级 。 比如iQOO的120W快充 ， 数据线需要承载6A的大电流 ， 这就需要对线材进行定制 。
手机内部电路：从数据线传输而来电能并不是直接进入电池 ， 而是经由手机内部的控制电路处理后才会给电池充电 。 比如对不同阶段的充电功率进行控制 ， 当电池充满时 ， 电路就会切断充电从而保护电池不被过充 。
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图5/11在百瓦级别的超级快充中 ， 手机内部电路中的电荷泵技术就尤为重要 ， 它可以将数据线传输过来的电压电流转制成手机电池可以承受的电压电流 。 再以iQOO的120W快充为例 ， 充电器传输到手机的电压电流为20V/6A ， 通过并联的双电荷泵将线路分为每路20V/3A ， 经由电荷泵转化为10V/6A ， 双路合并让进入电池的电压电流为10V/12A 。 同时 ， 双电荷泵的分布排布也有效降低了发热 。
电池：手机电池健康的充电对电压电流的要求非常严苛 ， 想要提升充电功率 ， 并不是单纯提高电压和电流就可以 ， 这也是快充技术发展需要循序渐进的重要原因之一 。
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图6/11我们仍以iQOO的120W快充为例 ， 当前主流水平的电池无法承受10V/12A的电压电流 ， 所以iQOO通过双电芯串连 ， 让进入每颗电芯的电压下降到常规的5V；12A的大电流普通电池也无法承受 ， 所以iQOO通过MTW阵列极耳结构大幅降低电芯内阻 ， 从而允许12A大电流的通过 ， 并且从源头上控制了电池发热 。
2、在这样的充电设计下 ， 手机快充的功率近期将趋于稳定
从50W左右的快充功率到百瓦级别 ， 这似乎也就是两年内的事情 ， 这不禁让我们产生这样的疑问：手机快充还会有大幅度的功率提升吗？
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