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為什么你的手機充電更快？解密快充背后的那些事( 二 )

小知識電纜科普充電技術電流電池充電速度手機只能典雅充電標準


第一階段是增加電壓，或稱恒流階段（constant current phase） 。 隨著電池充電的增加，電池電壓從最低的2伏穩步上升到最高的4.2伏左右 。 這取決于不同的電池 。 在這個階段，電池獲得最高的峰值電流，直到電池電壓達到峰值，峰值電流保持不變 。 第二階段，當
電壓變得恒定，電流就會開始下降 。 超過這個點的電池就會減少電流輸入，因此充電會變慢 。 這就是為什么手機在50%或60%電量時充電更快的原因 。
快速充電技術利用的就是恒流階段 。 在電池達到峰值電壓之前，將盡可能多的電流注入電池中 。 因此，當電池電量不足50%時，快速充電技術是最有效的，但當電池電量超過80%時，這種技術幾乎沒有效果 。 順便說一句，恒流充電對電池的長期健康危害最小 。 較高的恒壓和熱度，不利于電池壽命 。
最后，通過手機內的充電控制器電路控制傳送給電池的電壓和電流 。 再結合溫度和電壓傳感器，控制器可以管理電流的大小，以優化電池的充電速度和長期的健康狀況 。
3.在高壓下快速充電？
有些人可能已經發現了一個明顯問題：如果鋰離子電池的電壓通常在3到4.2伏之間，那么使用高壓充電器不是很危險嗎？通常情況下是這樣，但智能手機的電路會讓電壓下降，電流上升 。 這使傳輸的功率保持不變，同時可將電壓限制在正常范圍內 。 不過，快速充電線材不能充當交流電壓傳遞的媒介 。 如果你看充電器的背面，可以發現直流電流圖標 。 而USB也總是直流電源系統 。
高壓快速充電電路采用開關式降壓電源，也稱為buck逆變器 。 該電路采用高直流電壓，并將其轉換為低直流電壓 。 在理想情況下，由于它的“電荷泵”特性，它還能將電流增加數倍 。 它本質上是個開關，用于切換輸入電壓，為具有大量電流的電容器充電 。
從10伏/1安培級降至5伏級，理想情況下在轉換后可產生2安培電流 。 在現實世界中，總是會有些與這些轉換相關的損失作為熱量散失 。 開關電源通常比線性調節器浪費的能量更少 。
4.為什么要使用更高的電壓？
使用高電壓有兩個主要原因 。 首先，開關電源比線性調節器更有效，線性調節器通過散熱降低電壓 。 這對于讓我們的手機和電池保持涼爽尤為重要 。 第二是USB電纜的電源損耗，尤其是較長的USB電纜 。 電阻器（如導線長度）會根據流經電阻器的電流(歐姆定律V=IR)而降低電壓 。 使用較高的電壓和較低的電流來傳輸相同的功率，在較長電纜上損耗較少 。 這是更有效的方法，也是為什么主電網需要使用數百伏高壓而不是5伏電壓輸送電力的原因 。
然而，需要權衡的是，與線性調節器相比，buck逆變器更容易受到電流限制 。 最大輸出功率取決于電感的大小、電容和電壓紋波、開關頻率以及晶體管的功率能力 。 只有通過更傳統的線性電壓調節器才能達到很高的電流 。 這就是為何有些低電壓的5伏快速充電技術（比如華為和OPPO），提供的總功率比高通和三星的高電壓版本更大的原因 。
結論
快速充電包含了各種不同的技術，每種技術都有各自的優缺點，這就是為什么市場上有這么多不同標準的原因，因為各公司都采取了自己的方法來加速充電和延長電池使用壽命 。 數十年前，高壓充電已經成為常態，現在的技術正在實現更低的控制電壓和更高的電流以進一步提高充電速度 。 然而，這需要更粗的電纜，并增加了令人頭痛的兼容性問題 。 USB-PD已經被廣泛采用，它可能會成為未來所有USB充電標準的支柱 。 盡管我們可能看到有些公司在支持這一通用標準的基礎上，正嘗試研發自己的更快解決方案 。 （小?。?

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