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科普：手机快充有安全隐患吗?
来源：电脑百事网
编辑：王新和
随着手机进入到智能机时代，人们对于智能机的依赖程度与日俱增，可以看到的是，手机的屏幕变得越来越大，但是电池容量，却一直处于一个相对稳定的范围区间，于是手机的续航能力被一次又一次的推到风口浪尖上，不知引得多少用户吐槽。不过面对电池技术的瓶颈，很多技术人员也是徒呼奈何，正是在这样一个背景下，一种曲线救国的解决方案出现了，它就是快充。既然电池本身续航能力不够，那么从充电速度上着手确实是一个不错的解决之道，在目前市面上的产品中，采用的快充方案大致有四种，即高通的QuickCharge版（如QC2.0、QC3.0），联发科版（Pump Express和Pump Express plus），OPPO的VOOC，以及TI的Maxcharge，最后一种方案实际上同时兼容了高通QC2.0版和联发科Pump Express协议，可以看做是在原有USB 5V充电技术上进行突破的综合版本，所以一般我们都将主流的快充技术分为前三种。我们知道，几种快充方案在速度上，相比于此前的充电效率，要提高了很多倍，其中比较令人耳熟能详的广告文案便是“充电5分钟，通话XX小时”。这就不免令人怀疑，在如此告诉的充电效率下，安全性真的能够保证吗？快充为何能缩短时间想要探究安全性，我们还是要先从理论开始补习，至少，我们也要先了解快充的原理，那么快充为何能够缩短时间呢？从物理计算公式上来说，功率(P)=电压(U)x电流(I)，在电池电量一定的情况，功率标志着充电速度，套用这个公式，我们再来看三种快充方案，就会比较好理解了。VOOC低电压高电流模式首先来说一下较早的快充方案VOOC吧，该方案是采用了低电压高电流模式，简单来说，就是在电压一定的情况下，通过增加电流，使用并联电路的方式进行分流，进行并联分流之后，每个电路所分担的压力会变小，而在手机中也进行同样的处理，每条电路所承受的压力也会变得更小，从而在保证充电速度的同时，也能减少手机充电时适配器与手机的发热情况。相信很多朋友都知道，OPPO的闪充充电线缆线路采用了7针的设计，就是为了解决大电流在传输线路里的损耗过大的问题，电池的触点也相应增加，并采取了一定的均流措施，也是为了解决大电流下电池发热问题。同时，VOOC使用了MCU单片微型计算机来取代传统充电电路中的降压电路。智能的MCU管理芯片可以自动识别当前充电设备是否支持VOOC闪充，以确定是否采用闪充模式。Quick Charge高电压高电流模式相比于VOOC，高通Quick Charge 2.0采用了一种不一样的方式，高电压高电流模式，顾名思义，也就是同时增大电流与电压，通过前面的公式P=UI，我们可以发现，这种方式是增大功率最好的方法，不过其中的弊端是增大电压的同时会产生更多的热能，这样其中所消耗的能量就变多了，而且电压与电流也无法无限制的随意增大。好在为了弥补消耗增加的不足，高通推出了Quick Charge 3.0方案，采用了“最佳电压智能协商”（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，INOV）算法，可在任意时刻实现最佳功率传输，且最大化效率。与Quick Charge 2.0相比，可以提高快速充电速度最高达27%，减少功率损耗最高也可以达到45%。而且在充电电压方面，Quick Charge 2.0提供5V、9V、12V和20V四档充电电压，Quick Charge 3.0则以200mV增量为一档，提供从3.6V到20V电压的灵活选择。这样就使其能够适应各种手机，允许手机获得恰到好处的电压，达到预期的充电电流，从而最小化电量损失、提高充电效率并改善热表现。Pump Express高电压恒定电流模式与Quick Charge&2.0相似，Pump Express由于提高了充电器的输出电压，突破了充电电流的限制。同时缺点也与QC2.0类似，由于充电器的调压档跨度比较大，导致手机端充电路效率偏低。于是MTK Pump Express Plus快充技术应运而生，其与高通Quick Charge&3.0类似，增加了调压档数，每档200mV。手机可以根据电池当前电压以及充电环路衰减，向充电器申请合适的电压，以达到以电效率的最大化，以进一步降低手机在充电过程中的发热量。快充是否会影响电池使用寿命？看过了几种快充方案，下面回到干货问题上，快充是否会影响电池使用寿命呢电？其实电池快充技术对于电池寿命的影响的说法最早从消费电子时就存在了，不过这一说法真正的被外界担忧，还是出现在电动车刚兴起的时候，当时充电桩和充电站还非常稀缺。所以为了保证充电速度，一部分充电站使用了直流电，能够让电动车在短时间内充满尽可能多的电量。所以，问题便自然而然的出现了，因为在技术不成熟的情况下，用直流电频繁的快充，势必令电池的寿命缩短。不过，美国能源部SLAC国家加速实验室中，一支由来自于斯坦福大学和斯坦福材料与能源科学研究所的研究团队最新研究发现，这种说法很可能是错误的。快速充电或者快速放电，对于电池本身是有影响的，但或许并没有大家之前所设想得那么严重，而慢充，对于电池的益处也并没有那么大。我们都知道，电池的充放电过程，就是阴极与阳极释放和吸收离子的过程。而这这个过程中，电池电极的变化是决定电池寿命的因素之一。但是直到这项研究之前，电极在充放电过程中的变化一直并没有被充分地理解和认知。在电池充放电的时候，电池的阴极与阳极会随着离子的释放和吸收而缩小和膨胀，这也是电池电极会受到损耗和损伤的主要原因之一。在研究时，科学家们选择了磷酸铁锂电池作为观察对象。在观察中发现，如果材料中的大多数或者所有的离子都参与到充放电过程中，那么这些离子被释放和吸收的速度就会放缓，也会更加统一。所以，对于快充对于电池的影响，我们还是要辩证的看，对于不支持快充的手机来说，如果采用大电流或者大电压的充电器，设备无法承受如此高的电流电压，电池自然会出问题，不过只要你使用的是原装配套的充电器或者是其认证的配件，就不必担心。或者直接充电脑的USB接口上充电，任何设备几乎都不会有问题。这也是此前很多专家建议大家用原装充电器的原因。每款设备在出厂前，都会有一系列的监测机制，对于电流电压的承受力，也都会有一个标准，只要不超过这个标准，就不会有太大的影响。我们前面也提到，电压、电流和电阻都是相互联系的，电压越高，电流会更高效，不过高电压也会更危险，所以就需要一个智能的电压控制器来监控电压并依此调节送入设备的电压和电流，而大部分充电器以及手机都是拥有这一功能的。至于快充，在我们分析过其原理后，更能够确认其保护机制，比如高通以及联发科的解决方案，即便自动分档的每个档位断档较大，那么对于电池的影响也是极其有限的。快充的安全性到底有没有保障？那么快充的安全性到底有保障吗？这个可以举个简单的例子，比较利于理解，可以想象电池是一个水球，那么在水球小的时候，我们可以很随意的快速加水，不过当水量达到一定的程度，水球承受能力快达到临界值，如果继续快速加水，很可能把它水球弄爆炸。所以为了保证水球不爆炸，最后阶段就要减小水量，控制得当，就可以在水球不爆炸的情况下把水球灌满。而结合快充，我们看到不管是哪种快充协议，都是前期爆发式充电，将效率最大化，而到了90%的电量后，则进入涓流充电，充电器与设备里的芯片协同工作，以控制进入电池的电流，达到充电5分钟，通话几小时的快充效果。正是因为有了这样的协同工作，所以根据手机的情况，控制好电流，在安全性上就不会出现太大的问题。当然，这一切都需要手机与充电器相匹配才行，如果采用早期不支持自动调档的快充充电器，为不支持快充的手机充电，还是可能出现安全性的问题，所以在匹配充电器的时候，大家还是多费心研究一下比较好。
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【雷锋科普】智能手机如何实现快速充电？
当下的几个平台各有利弊，唯独续航时间是一个全行业的共性问题。
数年来，我们看到了处理器由单核升级到当下的八核、高达 4100 万像素的摄像头、大至 7 寸有余的显示屏以及在 PC 和电视上都少见的 2K 分辨率等顶尖科技结晶均被安置在智能手机小小的身体里，但在近年来却只是从镍氢发展到锂离子再到锂聚合物，相关提升也仅围绕在性能与安全方面，电量储存几乎没有进步；而尽管业内不乏有电池技术取得突破的新闻，但都是短期内无法实现大规模商用的方案，这使得智能手机在临近完美的关口始终棋差一招。虽然系统厂商和芯片厂商都在努力在力所能及的范围内极尽可能的降低功耗以延长续航，但在电池技术本身没有取得突破的前提下，能解决的问题无疑只是杯水车薪而已。
而大部分终端厂商的解决办法，也只是在对产品的厚度、重量以及手感极尽平衡的前提下，设法在机身中尽量配备大一点的电池一种方法而已。但不可否认，这种思路是僵化的，就好像大城市的马路不可能无止尽的扩建，但解决车辆拥堵的方法还有很多，比如单双号限行，比如建立体交通——前者好比从手机内部降低功耗，而后者则是。
事实上，快速充电一词是一个相对笼统的概念，它有着三种不同的实现形式，即：
一、电压不变，提高电流
二、电流不变，提升电压
三、电压、电流均提高
经历过MP3时期的用户一定对快速充电并不陌生，包括三星、索尼都曾经推出过相应产品，只需充电数分钟可以连续听上一个小时甚至更长时间的音乐，而当时厂商所采取的的方案与当下并无大致差别，但在智能手机上实现快速充电仍不是一件容易的事情，特别是需要考虑到电池本身就是智能手机中最大的安全隐患，因此得以采用的方案必须是在实现快速充电的同时，还必须能够对安全进行平衡掌控的措施。
目前业界比较有代表性的快速充电方案有两种，分别来自于国产手机厂商OPPO的VOOC闪充和高通的Quick Charge。二者在思路上趋向一致，但具体方案和最终成效则略有差距。
OPPO VOOC 闪充
VOOC 闪充技术最早于今年上半年 OPPO 发布的旗舰机型 Find 7 上被推出，其采用的是降低电压增大电流的充电方式（利用 5V 的标准充电电压将充电电流提高到了 4.5A，比普通充电快了4倍）。而为了更好的实现闪充的目的，OPPO 还专门向上游供应商定制了全套的 IC 器件（包括专门的电源适配器、电池、数据线、电路以及接口）。其中，包括8触点电池和7pin接口都是专门为了支撑充电大电流而特别定制的。另外，通过对适配器的调整，VOOC 闪充将充电时最大发热源，即充电控制电路从手机中移植到适配器端，以解决了充电时设备过热的问题，并在适配器中加入了一个智能 MCU 以实现对电路的控制，以确保充电过程中的智能检测和管理。
高通 Quick Charge 2.0
高通推出快速充电解决方案现在已经升级到了 2.0 版本，而年初发布的 HTC One M8 以及前不久发布的小米手机 4 上即搭载了这项技术。该技术实际上源于高通在2012年收购的加州电源管理芯片厂商 Summit Microelectronics，后来高通将其整合进了自家的处理器芯片当中。和 VOOC 不同的地方在于，高通 Quick Charge 采用的是高电压高电流模式，通过将手机输出电压提高到了 9V、电流提高到了 1.6A、使输出功率提高3倍以达到快速充电的目的，但高通 Quick Charge 方案同样需要配备专门的电源适配器才能够配合芯片实现快速充电的效果。
对比来看，OPPO VOOC 闪充的速率更高，但由于元器件全部采用定制化，因此成本相对过高，而受限于 OPPO 本身的体量和在行业内的话语权，大规模推广 VOOC 闪充短期内也不太现实；相反，高通 Quick Charge 的门槛就要低很多，采用高通高端处理器的智能手机都可以借由对电源适配器的升级改造来实现这一功能，因此后者在行业内的普及将会相对更加顺畅。
在新兴电池技术本身在一段时间内无法做到为智能手机提供大规模商用，以及备受看好但成本高、成长缓慢的技术短期内也不具备实际意义的当下，通过减少充电时间来变相增加手机的使用时间的方法是最为可行的。同时，这也为用户减免了购买移动电源的一笔额外支出，以及需要为此承担的更大的安全隐患的问题，也让一些小白用户不再需要纠结于安装的电池管理软件究竟有没有效果并因此对手机电量精打细算。而在当下正在大面积普及的 4G 网络下，快速充电也正好可以弥补用户使用 4G 时功耗大、用量多的问题。另外，这种思路也可以广泛应用于其他领域，例如续航问题相对更为严峻的与智能汽车等等，目前已经有部分公司开始着手研发相关的设施和配件了。
作为一个由国产手机厂商推出的全行业领先的功能，几乎可以被称为是“”的VOOC闪充不仅在4G大潮来临时为OPPO品牌带来了一项非常具有竞争力的卖点，还将极大的带动和代表国产终端在创新方面的体现，并向行业和用户证明国产手机并不只有价格优势。同时，这也将为国产手机一直以来难以向中高端市场发展提供案例并打下基础。
需要注意的是，受限于当前主流的电池材质和技术限制，因此无论是何种快速充电方式，其生效的范围都有一个顶端值。当快速充电跑完了前面的赛程之后，剩余的电量必须是以“涓流充电”的方式缓慢充入设备的。这样可以保证电池过冲以及其他可能存在的安全问题，这也就是为什么厂商公布的最终充满电的时间往往比其快速充电的效率要额外长一些时间的原因。
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处理器支持就能快充了？大错特错
12:45| 发布者: | 查看: 33| 评论: 0
随着智能手机集成的功能越来越多，它已经不只是上上微信、刷刷淘宝的玩意了，智能手机在万物互联的环境下起到了一个&大脑&的角色，智能家居、智能汽车、无人机等不少新领域的产品需要智能手机去控制，但问题来了：手机没电怎么办？
因为化学体系以及结构上的限制，锂聚合物电池能量密度难以快速取得突破，因此快速充电技术便成为一个&曲线救国&的方案。
但是问题又来了，我们经常在评测或是厂商宣传中看到某某手机搭载高通骁龙XXX处理器，支持快速充电技术，而在高通官网中笔者也发现快充的字眼是写在处理器参数表里头的，这就很容易让消费者误以为，搭载骁龙XXX处理器的手机就支持快速充电。
其实这是不正确的，为什么？下面一起来讨论一下。
什么样的&处理器&支持快充
如官网所述，高通方面，如今QC2.0快充技术已下放到骁龙400系列，我们就简单理解成全线支持快充好了，QC3.0也在陆续进行适配，例如旗舰的骁龙820、中端的骁龙652，相信在不久之后骁龙400系列也会支持QC3.0。
而联发科方面，笔者在其官网上没有找到支持快充的&处理器&，但市面上不少联发科平台的手机支持PEP快充。
同理，三星的Exynos处理器也没有明确指出支持快充，只是产品（指手机等终端）上支持。&
如今常见的快充标准
如今常见的快充标准有高通QC2.0、QC3.0，联发科PEP，OPPOVOOC以及标准的USB-PD协议。
高通/联发科的快充协议都是通过提高充电电压从而加快充电速度，OPPO VOOC则通过加大电流的方式。
PD协议支持最高100W的功率输出，相信也是通过提高电压实现的，如今使用PD协议的手机，例如Nexus 6P，则是通过低压高电流（5V/3A）实现快充。
市面上其他品牌的快充原理基本一样，都是加入了自家的私有协议，所以不过多讨论。
关于快充的2个误解
可能不少人会不看好快充这个玩意，网上的观点主要集中在两点：1、快充效果不好；2、电池容易坏。
第一个就不多说了，主要是快充容易让电池提早归西，这个确实是有点道理。
就拿联发科以及高通的高压快充方案来说，9V/12V的电压通过microUSB进入到手机，在手机内部经过二次降压再输出动态的电压电流到电池保护板，而这个转换过程会造成大量发热，必然会缩减原件的使用寿命。
但其实作为用户的我们无需过分担心，毕竟支持快充的手机在设计时用料会比不支持的更加足，例如PCB板的布线会更宽，使用的元件更优质，电池也会使用到电流耐受能力达1C甚至1.5C标准的产品，在大电流高热的环境下保证充电安全。
支持快充的5个条件
说到实现快充的N个条件，首先就要简单扯一下快充的整个过程。就拿高通QC为例，在手机插入充电器时，手机在D+针脚加载一个电压，由于此时充电头默认让D+/D-短路，所以手机检测到D+/D-电压一致，在这个电压维持1.25s之后，支持QC2.0的充电头会断开D+/D-，此时D+有电压D-没有，手机和充电头成功&握手&，手机再读取power_supply中voltage_max的数据，通过加载在D+/D-的电压向充电头申请不同的输出值，进行快充。
高通QC握手示例
而联发科以及PD协议都是由PMIC发出脉冲信号，通过USB的Vbus传送至充电器进行&握手&，充电器再依照这个动态的脉冲信号指令调变输出电压，联发科以及PD协议免去了D+/D-的使用（虽然我们很难买到只具有Vbus和GND的数据线），成本比高通要低，但控制逻辑没有高通QC来得简单，又因为其采用脉冲信号传输的原因，抗电磁干扰性和稳定性还有待验证。
PD协议握手示例
在手机向充电器申请输出电压/电流之后，通过数据线传送至手机端，手机端再进行二次降压（VOOC把降压电路已经集成在充电头里面），把动态电压加载到电池保护板的两端。
而从上述过程我们可以发现，实现快充有5个条件，分别是：充电头、线材、线材接口、内部降压电路（含硬件上的快充芯片+电路和软件上的协议）、电池。
在这几个条件里面，我们似乎没有看到关于处理器这三个字，所以说快充和处理器没有必然的联系。
通常宣传所说的骁龙XXX支持快充，其实是与骁龙XXX捆绑的芯片组支持快充而已，就像骁龙810有个RF360的射频模块，也是一个捆绑的芯片组，与处理器自身没有必然的联系（虽然RF360作为一个AP，要对应处理器里面的基带模块，但在骁龙810芯片解剖图中笔者是没有发现可以容下电源管理模块的&空间&）。
当然，不少厂商会对这些捆绑的芯片进行缩减，让本来&宣传&上支持快充的&处理器&没有快充功能，这可能由于1.成本控制的因素 或是2.对自家私有快充技术的拥护，例如OPPO的VOOC。
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。
简单来说，我们可以把官方捆绑的快充芯片例如高通PM8994+SMB1357理解为&公版&设计，而使用TI、Fairchild等第三方的芯片理解为&超公版&设计，而阉割了快充芯片，不支持快充（例如只有5v输出）的理解为&缩水&版。
快充涉及到多个方面，而支持快充与否也与处理器无关，更多原因在于处理器周边芯片组的支持，电池、充电器等硬件的配套等等。而随着Type-C口的普及，PD协议的陆续完善，相信快充在未来将会迎来大一统的局面。
但毕竟自家协议能通过授权在周边配件市场大赚一笔，加上自家快充的开发成本需要通过市场来分担，看来这个大一统任重而道远啊。
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& 手机快充技术受数据线的影响吗？
手机快充技术受数据线的影响吗？
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编辑：鲲鹏 &&)
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用合作网站帐户直接登录逐渐成为标配 智能手机快充技术盘点
　作者: 黎赟　编辑:
　　【IT168 评测】在人们日常生活中扮演的角色越来越重要，相信有不少人在看见剩余电量不到10%时会开始焦虑不安，在去年几乎每场手机发布会上，厂商们都会提到支持快充，在锤子T2表明并没有快充后，不少网友纷纷对这一点开始讨伐。快速充电已经快要成为标配了，那么今天我们就来了解一下现在都有哪些快充技术，今年快速充电又该如何发展。　　快充主要是通过提高充电功率达到快速充电的目的。目前快充的方式主要分为两种，一种是恒压增大电流，比如“充电五分钟，通话两小时”的VOOC闪充，而另一种则是恒流增大电压，这个就是以高通Quick Charge和联发科Pump Express Plus技术为代表。首先我们先对目前在售手机中主流的三种快充解决方案进行了解。　　高通的Quick Charge 2.0：搭载骁龙800系列手机、华为快充、华硕BoostMaster等　　Quick Charge 2.0技术是在2013年高通推出骁龙800的时候就已经集成快充方案，随着高通产品线的更新换代，在骁龙800后的产品都支持QC2.0技术，其原理是同时增大电流电压来提升充电速度，将充电电压从5V提高到9V，而充电电流则是由1A提升到1.6A。QC2.0支持5V、9V和12V三种电压，同一台高电压可以兼容更多使用高通SoC的设备，而且为了防止高电压对造成损伤，高通QC2.0中还加入了特殊的IC控制，改善了其充电安全性。另外高通的QC2.0技术是开放的，所以一些非高通芯片的手机上也可以看到一些基于高通QC2.0的衍生快充技术，比如华为的快充技术和华硕的BoostMaster。　　MTK的Pump Express快充技术：魅族mCharge等　　MTK的Pump Express快充技术分为两种，一种带Plus一种不带Plus，带Plus的可以可提供24W(12V)甚至更高的输出功率，而不带Plus的则可提供10W(5V)的输出功率。目前搭载联发科MT6795 族的和魅族支持mCharge的手机属于这一类产品。　　与普通充电相比，Pump Express Plus快速充电技术可将移动设备的充电时间减少一半，大幅缩短用户的等待时间。采用该技术的移动设备可与现有的兼容，无需附加额外的线路，但是只有支持Pump Express Plus技术的充电器才可实现快速充电。Pump Express Plus可提供24W(12V)甚至更高的输出功率，完全能够满足高容量的充电需求。此外，针对低容量电池快速充电，联发科技还开发了Pump Express技术，可提供10W(5V)的输出功率。　　OPPO的VOOC闪充：OPPO R7等　　OPPO VOOC技术是在5V充电电压不变的情况下，增加充电电流到4A-5A，使用并联电路的方式进行分流，所以OPPO VOOC技术需要使用专用的充电线，OPPO VOOC充电线接口有8个触电，能实现多路5V充电，从而提升手机的充电速度。在目前已经上市发售的手机中，OPPO VOOC闪充的充电速度确实是最快的，30分钟可以将3000mAh的电池充满75%，所以实现充电5分钟通话2小时通话的难度还是挺小。不过VOOC闪充最大的缺点独特的8针接口以及数据线，这使其只适用于OPPO一家的产品，兼容性较差。　　2016快充发展趋势：　　高通QC3.0：小米5充电头等　　高通QC3.0是高通最新的快速充电技术，相比上代QC2.0效率提升38%，快速充电速度最高达27%，同时帮助保护电池寿命周期。高通QC3.0使用了被称为最佳电压智能协商的算法，支持3.6V到20V的工作电压动态调节，以200mV为步进单位。高通QC3.0开始充电时电压并不高，到后来逐渐提升，这样能够避免因为直接大幅拉高电压，导致中间产生电能转化为热能的损耗。　　现阶段高通QC3.0兼容的平台包括了高通骁龙820、620、618、617和430，并且向下兼容QC2.0和QC1.0的设备，可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。虽然在目前已发布的手机中还没有支持高通QC3.0快充方案的机型，但在去年底的2015中国移动合作伙伴大会上，支持QC3.0的小米充电头曝光，这也意味着从春节后发布的小米5开始，今年高通QC3.0将逐步开始普及。　　USB 3.1 Type C　　其实这个并不能算是快充技术，只是USB 3.1 Type C接口本身具有支持最高100W超大功率的特性，接口支持的充电功率大幅提升，充电速度自然就上去了。但是目前已发售的Type C接口手机使用的仍为USB 2.0协议，这并不支持快充，所以随着未来手机上Type C接口的逐步普及，相信在2016年很快就会有不少使用USB 3.1协议Type C接口的手机出现。
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