隨著現代人手機不離身,電量低於50%就開始焦慮(Low Battery Anxiety),因此改善充電效能、縮短充電時間成為市場需求,提高充電速度的「快充」就這樣應運而生了,手機續航力也成為各大手機廠牌主打的關鍵特點,在快充技術的發展與普及下,手機的充電功率也從過去的5W發展到了120W。2021年Xiaomi 11T Pro 5G就推出120W的快充,主打只要17分鐘就可以充飽。
電學的理論,電壓(伏特/V)乘以電流(安培/A)就可以得到功率(瓦特/W),而快充的原理就是透過以下其中一種模式提高充電功率,實現快充效果。
功率=電流*電壓
簡單來說,電壓就好比水壓、電流就像水流,而加大電壓就是增加水壓,透過水位高低差增加流速,使得水可以更快注入水庫(電池);加大電流就像加大水管,通過更多的水可以加速注滿水庫(電池)。如此一來不管是增加電壓(水壓)或是電流(水流)又或是同時提高電壓及電流都可達到快充的目的。
市面上廣為人知的快充技術如表一:
快充陣營有許多家,USB PD為智慧型手機皆可兼容的充電標準,包括Apple、Samsung、HUAWEI等。最早USB連接器最大供電功率為USB 2.0的2.5W,2010年USB BC 1.2發佈5V/1.5A,最大功率來到了7.5W,隨著規範不斷更新,2021年已來到了USB PD3.1,最大功率為240W,參考圖一USB PD標準的變遷。
USB PD 3.1在 EPR(Extended Power Range)擴充功率的加持下,供電功率從100W增加到了240W,維持電流5A,新增三種固定電壓28V、36V和48V及PDP(Power Deliver Profile) Range 為>100W-240W ,USB PD 3.1規格參考表二。
表二
固定電壓功率範圍
USB PD應用廣泛,手機、平板電腦、筆記型電腦、擴充塢、顯示器等產品都採用此充電技術,因此只要充電Adaptor(適配器)功率能支援到應用產品,可以相互使用,取代傳統笨重的電源適配器,尤其加上氮化鎵材料的應用,小體積大功率的優點,有利於優化設備成本,減少電子垃圾的產生。要注意的是,USB PD快充的充電線一定是使用Type-C介面,但不是Type-C介面都一定支援USB PD快充,有可能只支援資料傳輸,市面上也充斥著各式品質參差不齊的充電線,為維護消費者安全,請購買有USB 協會認證的產品。
參考資料
USB_PD_R3_1 V1.6 2022-10
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