愛伊米

終於,各家手機快充要統一了

相信大家一定遇到過這樣的問題,明明手機支援高功率快充,但用朋友的充電器怎麼都充不快。

是什麼導致現階段廠商們的充電協議互不相容?公有充電協議何時才能達到人人普及的地步?本期我們就來聊聊這些問題!

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充放電原理及三種方案

首先,我們還是先簡單講一下充放電的原理。上過小學一年級的都知道。鋰電池的手機,其充放電原理其實就是電能與化學能的相互轉換。

由於電場效應,正極的鋰離子會帶著電荷前往負極石墨端儲備電能,放電則是石墨中的電荷發生化學反應跑向正極,而這個單位時間內流過某一截面的電荷,就是電流。

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眾所周知,充電器的功率等於輸出電壓乘以輸出電流。所以當手機內部空間有限、電池容量做不大的情況下,加快充電速度,就等於變相提升續航。

早期的 USB 充電標準是 5V-1。5A,只比蘋果 5V1A 快一點,這對於功能機來說夠用,但明顯無法滿足智慧機需求。

廠商們就得另尋他法,有的加電壓,有的加電流,有的動態調整。

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什麼意思?以礦泉水瓶舉例。(僅做示意參考,並不完全嚴謹。)

當水從瓶蓋開孔中均速流出時,可以看成標準的充電速度。

當我用力擠壓瓶身時,水流出的更快,這就好比加大電壓。

當我把開孔開的更大一點,水柱橫截面更大,這就類似於加大電流。

那麼動態調整又是怎樣實現的呢?我在瓶蓋上多開幾個小孔,前期因為水足夠多壓力足夠大,所以會流得更快,後期水變少壓力變小,所以流的更慢,這就好比動態調整。

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不過,這些例子僅供示意,因為在實際應用中會遇到很多問題。

比如高電壓、低電流的方式是需要手機端自己進行變壓(降低),所以手機充電時會發熱明顯,一般點亮螢幕就會停止快充。

而低電壓、高電流主要缺點在於定製成本較高、它涉及到充電頭、資料線、以及內部相關元器件的相關定製,這也是為什麼有些手機附贈的充電線更粗的原因。

至於動態調整的快充,往往是將多電芯(電荷泵)串聯和將電壓的轉換操作交給了充電頭來完成,充電頭體積相比更大,價格也不菲。

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可以看到充電方案就有三種。而且即便是同品牌下不同線材的混用,也會影響充電效率。可以說充電這件看起來很簡單的事,實際上剪不斷理還亂。

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充電協議

為了讓這套複雜的多端裝置良好協同工作,一套規範化的充電協議必不可少,它一方面保護手機不被劣質充電頭傷害,一方面識別自己品牌的充電頭和線材,開啟最大功率,這中間的過程就像是在對暗號。

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兩人會面,手機說天王蓋地虎,充電器說寶塔鎮河妖。手機一看,這自己人,來來來進來坐。快充模式就開啟了。

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如果手機說天王蓋地虎,充電器回答的是小雞燉蘑菇。手機就會說一邊去吧您,哪涼快待哪去。只能觸發龜速模式。充電協議簡單來說就是這麼個理。

不過,充電協議也被分為公共協議和私有協議。

公共協議有權威組織 USB-IF 推出的 USB PD、高通的 QC、聯發科的 PE。

私有協議有華為的 FCP/SCP、OPPO 的 SuperVOOC、vivo 的 FlashCharge、小米的 ChargeTurbo,小米這個應該是基於 PD PPS 改進的。

早在智慧機初期。大家用的都是公有協議,原因很簡單,輪子已經被USB-IF、高通這樣的公司造好了,廠家可以拿現成的用。

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智慧手機最早的快充嚴格意義始於 USB IF 於 2010 年頒佈的 USB BC 1。2,它的出現規範了當時 USB 充電混亂的局面,並且將充電電流提升到了 1。5A,最大充電功率可達 7。5W,這在當時已經很夠用,畢竟隔壁蘋果懂得都懂。

不過隨著電池容量的增大、人們對手機的依賴也越來越多,7。5W已無法很好滿足。高通這個時候就跳出來了,說自己要當話事佬,然後反手將電流提升到了2A,功率最高可達10W,也就是最初的QC1。0,俗稱“一盧”。(bi)

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由於和晶片、通訊捆綁銷售,許多驍龍處理器的手機也支援QC快充,比如米系手機就對其有著不錯的支援。

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時代的腳步繼續往前,當廠商把螢幕、效能這些更新完以後,就輪到快充站 C 位臺了。各傢俬有協議也就開始出來了。

彼時的高通呢?協議已經從 1。0 升級到 3。0,功率可達 22W。

但問題是大傢伙覺得都用你這套,形成不了競爭差異,所以還不如自己造輪子拿住話語權,還能創造一條額外收入,何樂而不為?打造差異化優勢,創造利潤營收,是私有協議誕生的重要理由。

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這時候可能有人就會有疑問了,現在主流的快充手機都是私有協議,公有協議是不是早就不行了?

答案恰恰相反。

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公有協議

除了聯發科的PE協議不思進取越混越慘,高通 QC 和 USB PD 都在一路高歌猛進。額外插一句,魅族的 mCharge 私有快充協議就是基於 PE 改進而來的。

公有協議的高通 QC 目前來到了 5。0,功率可達 100W+,並且 USB PD、PPS 協議的充電器都可以為 QC5 協議的裝置快充。

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而USB PD 協議,是目前最有可能實現充電大一統的通用標準,蘋果、谷歌、高通對其十分看好且大力下注。USB PD不僅支援iPhone、Android ,還支援Switch、MacBook 、以及市面上大部分採用 Type-C 介面的裝置進行快充。

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USB PD 還在 3。0 中增加了 PPS 額外協議,有了這個,USB PD 能同時相容高通 QC 協議,華為 SCP/FCP 協議,聯發科 PE 協議,以及 OPPO VOOC協議。

而 USB PD 到了最新的 3。1 版本,功率最高支援到 40V 和 240W,所以它不僅速度不比私有協議差,相容性更是一絕。

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這時候可能又會有小夥伴問,我記得 iPhone 是支援 USB PD 協議的,但別說 240W 了,為何連 40W 都達不到?

這個,就得賴蘋果的 Lightning 介面了。

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靠授權賺錢的蘋果

金屬觸點的物理限制決定了它的最高速度只能在35W左右,蘋果對其心知肚明,但如果用上通用介面,蘋果就得捨棄MFI授權帶來的數億美元收入。

蘋果雖然自己是USB IF的董事會成員,使用通用的USB PD協議,但他透過Lightning介面搞出了MFI授權認證,每年吸金數億美元,這波“公車私用”的操作可以說發揮到極致,天下人苦Lightning介面久矣。

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不過,蘋果這個例子也告訴了我們,私有協議,或者說授權認證帶來的吸金能力相當可觀。所以你可以看到廠商門馬不停蹄的投入到這場快充競賽中來。

那麼私有協議發展的怎麼樣了呢?

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私有協議

華為這邊放棄了早期使用的 FCP,轉到了以低電壓、高電流為主的 SCP 方案,目前,華為 P50 Pro 充電最高功率支援到了 66W 。另外,雖然華為的 Mate/P 系列手機也支援 PD 協議,但快充速度會有所下降。

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讓多數消費者透過“充電5分鐘,通話2小時”接觸到快充理念的 OPPO,也是最早引入氮化鎵充電器的廠商,SuperVOOC 協議對目前旗下機型充電速度的支援可達 80/150W 等規格。

在 MWC 2022 通訊大會上,OPPO 還發布了 C 口充電器的 240W 快充。另外,一加、realme 都屬於 OPPO 旗下,一般情況下三家配件是互通的。

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作為 OPPO 兄弟公司的 vivo 也不甘落下,它使用的是 FlashCharge 協議,在 2020 年用釋出的 iQOO 5Pro 以 120W 快充截胡 OPPO 的 125W ,目前釋出的 iQOO 10 Pro 更是首家商用量產 200W 閃充的機型。

對了,vivo 也是最早引入雙電荷泵、雙電芯,串聯分壓等特性的廠商之一。

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小米這邊的重心在充電晶片上,已釋出的快充晶片澎湃 P1,電池管理晶片澎湃G1,可以讓小米手機實現單電芯(容量更大)120W閃充,充電時發熱降低,電池壽命延長。

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不得不說,激烈的快充競賽讓廠商們卯足了勁推高充電功率和相關技術,但這些私有協議也有一個眾所周知的問題,就是其宣傳的數值往往只是Peakload,也就是峰值功率。

比如我體驗過的不少120W機型,實際上只能維持在100W左右。

而這方面公共協議就顯得更加實誠,很多100W的機型能維持在90W以上。

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快充大一統才是未來

在速度拉不開太大差距的今天,私有協議存在的價值被進一步降低,而公有協議早就覆蓋了私有協議的功率範圍,那為何廠家對其還是支援的不夠充分呢?答案無外乎以下幾點原因。

首先是私有充電協議可以彰顯自身的研發實力,製造更多的噱頭營銷、並且提升品牌影響力。

其次是私有協議可以創造獨有的技術壁壘,以此增加營收。賣充電器、授權充電協議就是很好的例子。

除此之外,即便有些手機支援高功率,但廠商只附贈標數充電頭,想要高功率, 使用者還得額外加錢,而這種加錢的操作,其實變相的降低了手機的整體起售成本,廠家在打價格牌的時候也能更有發揮餘地。

但需要知道的是,羊毛永遠出在羊身上。

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最後一點就是增加使用者粘性,當充電器、耳機這些配件成為了一個無形的全家桶時,下一個手機大機率還是該品牌。

所以如果你是廠商,你也很可能做自己的私有協議,因為這事對他們來說是一本萬利的。

但我們是消費者,我們肯定以自己的體驗為出發。雜多的充電器放在一起會引發安全問題;

而根據市場資料顯示,每年僅多餘的充電器就產生超過 1。1 萬噸的電子垃圾和 60 萬噸的碳排放,這一點也不環保,也和廠家宣傳的環保理念相沖;

還有大家明明都是A口C口,卻因為私有協議而不支援快充,這事聽起來一點也不高科技。

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除此之外最重要的一點,能用一套充電頭和線解決的事情,為什麼要花費更多錢買無數個充電頭堆積如山?

僅憑這一點,快充標準統一就是無法避開的大趨勢。

當然,公有協議的大一統,也並非完全隔絕廠家的自研路。

小米的電源自研晶片;OPPO 的三路電荷泵並聯分壓設計;VIVO 的 10C 電芯體系;華為的單芯三極耳方案。

這些都可以作為輔助使充電體驗更加錦上添花。試想一下,當大家都在用統一標準時,這些技術也是一種新的差異化優勢,只不過這套差異化系統更加的良性,且更被大眾所接受。而不是所謂的協議不同就無法觸發快充。

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總的來說,快充技術規範統一,是民心所向。

而在政策上,目前工信部已指導制定了《移動終端融合快速充電技術規範》《移動終端融合快速充電測試方法》兩項團體標準。將逐步實現我國智慧終端裝置充電標準的統一,減少電子垃圾、助力產業實現綠色發展。

這些事從多方面來看都是利國利民。所以接下來各大廠商放棄私有協議,只是時間問題。

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對了,蘋果最近也被歐盟盯上,未來兩年換 Type-C 介面板上釘釘。

一個充電頭搞定所有機器的美好時代,正在到來。

有線充電的問題解決後,那無線,應該也快了吧?

參考資料:

央視新聞

充電頭網

USB-IF官網

高通、聯發科、華為、OPPO、vivo、小米、魅族

知乎——充電協議那點事、現在手機快充協議繁多,各大廠商都在大力推行私有協議。為什麼不做一個公有協議一起用呢?

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編輯:輝仔