手机电池的快充是什么原理?

作者: 啃芝士分类: 数码 发布时间: 2018-04-13 21:12:07 浏览:67971 次

手机电池的快充是什么原理?

热心市民泰日天:
视频里面对于高压快充(如QC协议)和低压快充(如oppo的闪充协议)讲解其实不太到位。对于两种快充方式,充到手机电芯里面的电芯电压其实最高都是4.2V,而且所谓的高压快充和低压快充是指手机的电源适配器(也是我们日常所说的充电器)给手机PMIC(电源管理IC,想了解这方面的同学可以上TI网站查找BQ充电管理IC)的供电电压大小。对于QC这种协议来说,由于市面上USB标准数据线均满足不了通过大电流的要求(线材的功率损耗会非常大),所以采取了高压低电流的方式给PMIC供电,这种方法能适配不同厂商的线材差异,但缺点是由于高压充电导致PMIC转换效率会比较低,导致发热比较严重(想了解具体情况的同学可以查阅下Buck电路的工作原理)。而对于低压快充技术,由于电压低,PMIC的转换效率会变高,缺点是由于充电电流大导致充电线材和适配器的成本会上升,而且无法通用化,所以无法普及。 而且给大家科普个小知识。在电源行业里面,充电器(Charger)和适配器(Adapter)是属于不同的东西。适配器(Adapter)是指给设备提供所需电源电压的装置,没有恒流功能,是不能对电池进行充电的。而充电器(Charger)是指专门为一类储能设备(一般是电芯)进行储能的装置,具有恒流恒压功能,只有充电器才能对电芯充电。而我们一般看到的手机,电视,电脑以及一般家电的电源都是适配器,而并非和充电器。而充电器最典型的大概应该是以前手机电芯的座充了。 上面如有错漏,望大家勿喷,谢谢!

【回复】回复 @黑化的虎年 :笔记本外面那个砖头或者PD适配器统一都是适配器,只是一个恒压+19V或者是其他电压输出的电源而已。笔记本里面的电池充电是靠笔记本内部的电源管理电路进行充电和管理的,这就是为什么拔了外部电源笔记本不会掉电的原因。里面的电源管理电路对电池包或者外部电源进行切换或者给电池包进行充电。
【回复】谢谢大佬,差点被视频误导了,刚准备用19v去充电
【回复】回复 @Fucking-bigot :Buck效率其实很看输入电压和输出电压压差的,压差越大效率越低,一般Buck的最高效率是能到达90%以上是没错,不过大部分都是维持在88%-90%之间,主要还是看情况。而且高压快充的确是比低压快充实用,毕竟对线材连接器等等要求没有那么高。
jeufn:
现在才知道手机能充电,以前都是电用完了直接换个手机,谢谢up主教我充电

【回复】真的强,你看到我回复的时候应该又换了一架了( ̄▽ ̄)
【回复】我的手机不掉电,一直是百分之百,好几年了
【回复】什么手机还要充电,我的直接核能,一用用几年
热心市民泰日天:
给大家稍微从技术的角度讲解下快冲的原理: 快充技术其实就是在比较常规温度下面使用电池厂家所允许的最大充电电流进行充电。当然只要不超过厂家规定的充电范围限制,一般循环次数(cycle-life)和剩余容量(SOC)并不会有很大衰减。当然充电电流越小,发热量越低,越有利于电池寿命的延长。举个例子,某锂聚合物电芯的充电范围(充电电流不一定是真实的电芯充电规格,仅仅是为了举例编一个比较接近的)是: 440mA/4.2V(0-10度) 800mA/4.2V(10-45度) 1300mA/4.1V (15-35度) 标准充电器能做到的只有440mA/4.2V充电,因为不支持读取电芯温度来调节充电器的充电电流(无法感知环境温度,同时硬件参数无法配置)。而快冲协议则根据读取电芯的温度调整充电电流和满充电压,所以能做到当电芯温度处于15-35度的时候使用1300mA/4.1V进行充电,给人感觉就是充电时间明显的缩短了,而在其他不能快冲的条件下维持与标准充电器相同的配置,这个就是快冲的原理。 而对于大家关心的容量以及循环寿命的问题,一般现在的比较好锂聚合物电池在标准充电和标准放电的情况下都能达到400个cycle(一般是电池容量下降到80%左右的循环数),而快冲对循环寿命损失是很少的,基本上都能达到与标准充电情况相同的循环寿命。而且正规厂家也会对循环寿命这一参数进行评估,所以大家不需要太过担心,毕竟正常使用400个循环寿命也足够你使用到换手机了。 真正影响手机电池的寿命是手机的使用温度,极端充电情况(低于10度或者高于40度),极端的放电情况(经常屏幕亮度过高,打手游导致手机整体温度过高),过于频繁的充放电才是对于电池真正影响的东西,在这种极端条件下工作电池的循环寿命可能从400个cycle降低到300个cycle左右,而且电芯的性能急剧下降,所以会给人的感觉越来越不好用。 本人曾跟过锂电池包以及充电器的开发,才能给大家讲解快冲的原理以及对电芯的影响。而且本人才疏学浅,上述如有错漏之处,请欢迎纠正指出,谢谢!

【回复】回复 @群摸乱捂 :循环寿命是指手机电池满充满放为一个循环,手机用到50%然后就充电不能算一个循环,顶多只能算作半个循环。而且400个充电循环后只是电池容量下降为原来的80%,实际保养的好的话一般在85%以上,并不是说用了400个循环后电芯就坏掉了。所以在日常轻度使用的情况下,400个循环寿命就已经能满足大部分人的需求(除非你是重度手机使用患者)。而且考虑到现在手机基本就2-3年就换一台了,一般用户真的不需要考虑电芯寿命的问题。
【回复】对不起,400个充电循环远远不足以让我换手机...我简单估算了一下,我大概能用1000个循环(=・ω・=)
【回复】回复 @疯狂的泰日天 :实际使用感受,华为荣耀6p使用2年后,从每日1充到每日2充,电压明显下降,手机卡顿非常严重,更换新电池后,不动手机任何设置的情况下,速度明显快了很多,甚至可以说是回到接近新手机的感觉。所以,感觉电芯的电压会影响手机性能。我是严重反感不可更换电池的。
鬺ˉ□ˉ鎄:
高通为代表的QCXX是高压快冲,优点是便宜,对线材接口的内阻和接触电阻要求低,功率提升较为容易,充电器和手机内部电路不用增大走线宽度和厚度。缺点:转换效率比低压快充低,发热比低压快充大,更高的电压比较危险。 OV用的是VOOC低压快冲,优点:效率高安全,发热较低。缺点:对线材要求高,除了原装线其它线基本不能用,接口需要特殊定制以满足更低的接触电阻,内部PCB走线需要更宽更厚,总体价格更贵,功率提升困难(5V下要想增加功率电流要增大很多,相应的线要更粗)

【回复】补充一点,高压快冲前景要优于低压快充。如果低压快冲依旧停留在5V阶段那么最后功率实在有限,因为电流太难提高了,想做30W充电5V下电流要到6A,这免不了更粗的线和接触面积更大的接口,还有特殊的内部电路设计。而高压快冲在12V下电流只要2.5A,这点电流电压用普通的5V2A手机线就能承受,而如果用更高的电压19V等甚至20v以上,在加上更大的电流就能给耗能更大的设备供电。这也意味着低压快冲被限制在手机平板上,而高压快冲可以用在手机平板外的超极本乃至普通的低功耗笔记本上,同时兼容的设备也比低压快冲多得多(带一个小米45W快充头就可以满足手机SWITCH笔记本的充电需求不必带一堆插头和线简直美滋滋(● ̄(エ) ̄●))
【回复】回复 @神无月渎 :有些媒体提到VOOC闪冲是经过保护电路直冲电池的,也就是说手机和充电头协商好电压,线损补偿后的电压直接是电池充电电压,这样少了一个降压步骤效率高很多。
【回复】回复 @神无月渎 :Q=I^2R,大电流情况下线材,接口和PCB不做特殊处理那么线损大发热也大。不过就这两种快冲来说,高压快冲发热比较大,因为手机端有个快冲芯片降压,而效率比低压快冲低,损耗全部变成热量了。
-shiron-:
看了好几评论,对最后一种的描述都不是很正确,我来讲一下,其实超简单(学校里搞机器人竞赛为了快速充电经常用这种套路),就是把你需要的容量的电池分成超多的小块,比如说我要4500mh容量的电池,一般人会选择直接购买4500mh的电池,而我们则会购买45个100mh的电池并联,为什么要这样?,比如我假设充“一块电池“ 最大被充电能力为每分钟充1mh(超过限定则电池寿命减少),那么之前的4500mh整块电池就要充4500分钟,而第二种总容量相同,但充单个电池只要100分钟,又因为是并联,所以所有电池同时在充,而且保证了没有超过充电上限(即最大被充电能力为每分钟充1mh),那么充满就只要100分钟了,是不是快了45倍?如果分的更细,比如并联4500个1mh的电池,那么1分钟就能充好4500mh,是不是牛逼到爆炸((°∀°)ノ)?,当然,这种做法会增加干路电流,对电线要求较高,实际效率低一些,但还是会比整块电池快不少。(要是不理解的话,建议重修下初中物理( ´_ゝ`))

【回复】具体跟你说有点困难,不过你可以去研究一下移动电源。一个20000毫安的移动电源寿命是500次充放,一个 25000的寿命就缩减到300次充放了。在移动电源的说明书上可以看到使用寿命。越大的移动电源可充放次数越少。我是对比了罗马仕的两种型号的移动电源得出的结论。具体可以去百度一下(=・ω・=)
【回复】回复 @box-Aso :发热大是真的,但寿命为毛减小啊?
【回复】回复 @box-Aso :电池大了寿命短了实际上还是和没变一样啊
爱只是执念吗:
没人说到根本上,真正想做到快充取决于电池材料本身的结构,是否能承受这么大的充电功率。如果材料本身没法承受这么大的充电功率,你再给他加大电流电压是没用的,反而很危险。比如你正极的锂离子大量的涌入负极,而负极本身还没来得及承受这么多锂离子的进入,结果就导致锂离子在负极的表面就还原和堆积起来,产生枝晶,如果此时你还强行加大电流,枝晶越积越大,最终会将隔膜刺穿,导致正负极直接短路了,电池就爆炸了。快充采取的方式还可以是提高电解液的承受电压,而不增大电流,就不会产生这种危险了。另外也可以采取提高材料的电子导电率、降低极化效应等方式来提高传输效率。所以说现在电池的快充无非就是更改BMS的通讯协议,但是根本上解决快充问题是在锂离子材料本身下功夫。另外其实慢充的方式要比快充对电池本身更好,电量充的更满,原因当然是大电流当然更快达到截至电压了(U=IR),此时bms认为SOC为100%。

【回复】大部分活性材料的大功率充放电效果都不会太好,小电流下循环寿命和容量一般会更长更大,快充只是为了省时间 ,能正常的慢充还是尽量不要图省事
【回复】兄弟有一问题,我有一个特斯拉 4680 ,容量 23Ah 电池,他支持 1c 的充电,可是我用 4.2v 的电压充电,充电电流非常非常小只有 2A左右,这个是什么问题呀,是不是这个电池坏掉了呀?
Mozl:
充电快,坏的也快,换手机的频率快起来他们不就可以赚更多了么

【回复】快充技术对电池损耗非常小,算起来可能就减少几次循环而已,真正损耗电池的是在高温和低温下充放电,和快充没什么关系。
【回复】现在的快冲峰值都不超1.5C,电池技术能保证寿命,问题是刷游戏导致1天2个循环,不到2年就1000循环了
账号已注销19681:
5v1a=5w充电 那么220v1a=220w无敌快充[滑稽]

【回复】考古,现在真有220w快充,甚至还有240w,只不过电流电压参数不一样。[脱单doge]
Rastop:
常见的手机数据线头: 1、安卓mini数据线,多用于老年手机。分专门传输数据和专门充电两种,分正反两面 2、安卓micro usb数据线,最普遍的数据线,适用于市面上大部分安卓手机。能同时充电和传数据,分正反两面 3、安卓双面micro usb数据线,基于micro usb数据线,可正反插 4、安卓type-c数据线,能够快速充电,数据高速传输。且能正反盲插,但只适用于部分安卓 5、iPhone 30pin数据线,适用于老苹果,由于使用不方便使用,iPhone5之后被替代 6、苹果lightning 8pin数据线,适用于iPhone5之后的手机,可双面盲插 7、安卓苹果两用数据线接口:一面适用于苹果lightning 8pin,一面适用于安卓micro usb

【回复】usb2.0 有type A,常见u盘口。 type B,较方,旧打印机有。 miniA,我没见过。 miniB,旧手机,旧mp4上见。 microA,不好用不常见。 microB,现千元机常用接口。 usb3.x,typeA,兼容旧typeA,在原4触点后多5触点。 typeB,兼容旧typeB,增加一块,原4触点基础上多5触点。 microB,兼容旧microB,原接口旁多出一块,三星s5,大多数硬盘接口。5触点基础上多4触点。 秒天秒地大一统typeC,24触点。 双面microB为魔改,不能算作基本分类。两用线也不能加入分类。
gadget_0:
简单来说,把数据线看成水管,高压快充等于加大水压,低压则是把水管变粗,都是想加大水管的流量

Quinbo93:
那给手机多开几个充电口是不是更快了?

【回复】难道你真的是天才[滑稽]
AI_T720:
还是要科普,电池充分过快,会导致电池寿命下降,电池过热,质量不好的之间胀包。要是不考虑这些,早有5v20安充电器,现实总有物理限制

【回复】充分-充电,辣机输入法
【回复】赞同这个说法 手机快充选项一直关着,反正都是充一晚上 白天待机一天
小栗帽OguriCap:
手机没电了难道不是再换一部么[小电视_笑]

小小八云天:
看完了,我觉得应该可以在电池中央钻一个小洞,这样正极的锂离子就会不断的向下掉落,从而使电池一直处于充电、满电状态(参考沙漏),使用手机时,负离子又会跑到正极区域中,然后又掉回负极区域,形成了无限的循环,简直就是一台永动机啊。这种方法都能想出来,难道,我是天才?( ̄▽ ̄)

【回复】回复 @小小八云天:无视能量守恒???Σ(゚д゚;)
【回复】回复 @MiyamizuMitsuha_ :怎么可能,你见过沙漏爆炸么(`・ω・´)

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