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第八篇:快充入门,认识USB PD与各大品牌充电技术

第八篇:快充入门,认识USB PD与各大品牌充电技术
by DERUN
随着现代人手机不离身,电量低于50%就开始焦虑(Low Battery Anxiety),因此改善充电效能、缩短充电时间成为市场需求,提高充电速度的「快充」就这样应运而生了,手机续航力也成为各大手机厂牌主打的关键特点,在快充技术的发展与普及下,手机的充电功率也从过去的5W发展到了120W。2021年Xiaomi 11T Pro 5G就推出120W的快充,主打只要17分钟就可以充饱。

电学的理论,电压(伏特/V)乘以电流(安培/A)就可以得到功率(瓦特/W),而快充的原理就是透过以下其中一种模式提高充电功率,实现快充效果。

功率=电流*电压

  1. 低电压/高电流充电模式
  2. 高电压/低电流充电模式
  3. 高电压/高电流充电模式

简单来说,电压就好比水压、电流就像水流,而加大电压就是增加水压,透过水位高低差增加流速,使得水可以更快注入水库(电池);加大电流就像加大水管,通过更多的水可以加速注满水库(电池)。如此一来不管是增加电压(水压)或是电流(水流)又或是同时提高电压及电流都可达到快充的目的。

市面上广为人知的快充技术如表一:

表一

各家快充比较表

快充阵营有许多家,USB PD为智能型手机皆可兼容的充电标准,包括Apple、Samsung、HUAWEI等。最早USB连接器最大供电功率为USB 2.0的2.5W,2010年USB BC 1.2发布5V/1.5A,最大功率来到了7.5W,随着规范不断更新,2021年已来到了USB PD3.1,最大功率为240W,参考图一USB PD标准的变迁。

圖一

USB PD规格演化

USB PD 3.1在 EPR(Extended Power Range)扩充功率的加持下,供电功率从100W增加到了240W,维持电流5A,新增三种固定电压28V、36V和48V及PDP(Power Deliver Profile) Range 为>100W-240W,USB PD 3.1规格参考表二。240W ,USB PD 3.1規格參考表二。 

表二

固定电压功率范围

USB PD应用广泛,手机、平板计算机、笔记本电脑、扩充坞、显示器等产品都采用此充电技术,因此只要充电Adaptor(适配器)功率能支持到应用产品,可以相互使用,取代传统笨重的电源适配器,尤其加上氮化镓材料的应用,小体积大功率的优点,有利于优化设备成本,减少电子垃圾的产生。要注意的是,USB PD快充的充电线一定是使用Type-C接口,但不是Type-C接口都一定支持USB PD快充,有可能只支持数据传输,市面上也充斥着各式质量参差不齐的充电线,为维护消费者安全,请购买有USB 协会认证的产品。

参考资料

USB_PD_R3_1 V1.6 2022-10

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