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快充技术

2020-01-17 13:09:39 来源:荆州物联网+平台 阅读量:0

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  快充技术芯片详解 十分钟让你的满血复活

  快充技术

  悉数市面上的产品,快充技术大致有四种,即高通的QuickCharge版(如QC2.0、QC3.0),联发科版(Pump Express和Pump Express plus)、OPPO 的VOOC技术以及兼容QC2.0协议和海思快充协议华为快充技术。也有人说快充技术是5种、6种、甚至7种,但在目前也就上面这四种,是在原有USB 5V充电技术上有所突破的技术。

  常规USB 5V充电技术的瓶颈,充电环路示意图如图-1,充电环路阻抗约0.32,那对于4.2V和4.35V电池最大充电电流有以下公式:(.2)/0.32=2.5A (5V input source, Battery CV=4.2V)(.35)/0.32=2.03A. (5V input source,Battery CV=4.35V)

  因此,的常规充电方式,无法再提高充电电流,不能满足现在电池越来越大后,对大充电电流的要求。

  一、高通QC版快充技术这是一个市面上采用较多的快充技术,小米4C,小米note,三星等主流品牌均在采用此充电技术。这与目前高端智能所采用的平台有相当关系。另外,这种技术相对简单,实现起来相对容易,成本提升不明显,市场较容易接受。高通QC充电技术有两个版本,分别是QC2.0和QC3.0,现在QC3.0的还很少,普遍还是QC2.0。

  快充技术的原理,通过USB端口的D+与D-的不同电压给合,来向充电器申请相应的输出电压供充电。QC2.0并不是简单的D+与D-的组合就可以让充电器输出所需的电压,而是还有一些协议在里面,需要先发送握手信号,比如1.5s的握手电压组合,才能进行下一步的输出,否则,直接按图-4将D+与D-电平设置好是不会改变充电器的输出电压的,这也是为了更好的保护非QC2.0技术的,不会因为误触发了充电器的升压机制而烧毁,图3是QC2.0充电器原理图的调压部分。

  高通QC2

  .0 握手协议:

  快充的充电器与通过micro USB接口中间两线(D+D-)上加载电压来进行通讯,调节QC2.0的输出电压。握手过程如下:当将充电器端通过数据线连到上时,充电器默认通过 MOS让D+D-短接,端探测到充电器类型为DCP(专用充电端口模式)。此时输出电压为5v,正常充电。 若支持QC2.0快速充电协议,则Android用户空间的HVDCP进程将会启动,开始在D+上加载0.325V的电压。当这个电压维持1.5s 后,充电器将断开D+和D-的短接, D-上的电压将会下降;端检测到D-上的电压下降后,HVDCP获取预设的充电器电压值,比如 9V,则设置D+上的电压为3.3V,D-上 的电压为0.6V,充电器输出9v电压。

  快充技术的优点是,很好地解决常规充电电流的限制,由于充电器输出电压的提高,充电环路的阻抗限制的充电电流的问题得到了很好地解决,缺点是,效率仍不是很高,在端发热量还比较大。

  随着高通QC3.0的发布,很好的弥补了QC2.0效率偏低的问题。

  充电速度是传统充电方式的四倍,是Quick Charge 1.0的两倍,比Quick Charge 2.0充电效率高38%。Quick Charge 3.0采用最佳电压智能协商(INOV)算法,可以根据掌上终端确定需要的功率,在任意时刻实现最佳功率传输,同时实现效率最大化。另外,其电压选项范围更宽,移动终端可动态调整到其支持的最佳电压水平。具体来说,Quick Charge 3.0支持更细化的电压选择:以200mV增量为一档,提供从3.6V到20V电压的灵活选择。这样,你的可以从数十种功率水平中选择最适合的一档。

  二、联发科Pump Express快充技术与高通QC2.0虽在实现方式上有所不同,却有异曲同工之妙。高通QC2.0是通过USB端口的D+和D-来个信号实现调压,而联发科的Pump Express快充技术,是通过USB端口的VBUS来向充电器通讯并申请相应的输出电压的。QC2.0是通过配置D+和D-电压的方式来通讯,Pump Express是通过VBUS上的电流脉冲来通讯,但最终的目的是提升充电器的电压到5V,7V,9V。

  快充技术的VBUS电流与VBUS电压波形如图-5:

  快充技术充电器原理图,及原理简介

  快充技术的优点,与QC2.0相似,由于提高了充电器的输出电压,解决了充电电流的限制。同时缺点也与QC2.0类似,由于充电器的调压档跨度比较大,带来端充电路效率偏低。于是,MTK Pump Express Plus快充技术随之诞生,Pump Express Plus技术与高通QC3.0类似,增加了调压档数,每档200mV。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,以进一步降低在充电过程中的发热量。

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