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    侵權投訴

    無線充電能否讓華為、小米“換道超車”?

    傳感器技術 ? 2020-06-18 16:47 ? 次閱讀

    看點:蘋果“棄療”,OPPO、華為卻狂搶的快充,背后到底有多少黑科技?

    90W快充什么概念?相當于每小時能充滿5塊iPhone 11電池。這就是聯想宣稱即將發布的游戲手機所具有的充電功率,靠不靠譜?有待驗證。

    僅僅用了7年時間,智能手機的充電功率就從5W發展到了65W,翻了13倍,而充電速度,也從“充電5分鐘,通話2小時”發展到了“充電5分鐘,開黑2小時”。

    對智能手機當前的核心技術進行挖掘(三星蘋果核心技術的血與淚!10年打底,千億投入,背后狠招你學不來),在這些高光時刻中,屏幕被三星占走,芯片有蘋果A系和海思麒麟,拍照有華為的潛望式,而快充,似乎成為了其他中國廠商在這場硬核技術比拼中撕開的為數不多的一道口子。 隨著小米50W有線充電、華為40W無線充電、OPPO 65W有線充電以及聯想90W有線充電在短短3個月內接連發布,智能手機的快充王座,似乎成為了各路廠商爭奪的另一個焦點。 充電技術這塊骨頭到底有多難啃,OPPO國產充電“一哥”的地位能否繼續坐穩,智能手機快充這條路,又是否會真正成為中國手機廠商的一條黃金賽道?

    “大電壓”與“大電流”的恩怨情仇

    智能手機快充的快速發展,其實不過短短六七年,而這場“快充秀”也可以簡短地以九個字概括——大電壓與大電流之爭。 2013年,智能手機的功能不斷豐富和完善,例如拍照、視頻等功能都在高速發展,而這些功能的實現不斷對智能手機的續航提出了更高的要求。 但是電池容量由于材料限制難以大幅提升,電量的瓶頸難以突破,縱有一身武功,怎奈體力不支。所以各家廠商開始從充電速度上尋找突破口。 那時手機普遍用的是Micro USB接口,而這種接口的電流被限制在了1.5A,增大電壓對于發熱的影響十分明顯,各家廠商苦不堪言,這時候,在手機SoC市場中握有一定話語權的高通站了出來,率先將電流提升到了2A,充電功率也來到了10W(5V/2A)。 這就是最初的高通QC 1.0快充標準。 有帶頭大哥扛起大旗,小弟們自然跟著一起沖向新的戰場。小米、努比亞等一眾廠商紛紛推出了采用QC 1.0快充協議的產品。 2014年,高通繼續推出QC 2.0標準,將電壓從5V提升至9V/12V/20V,不過電壓越高,充電轉化效率就越低,所以大部分廠商都以9V為主,因此充電功率普遍來到了18W(9V/2A)。 其實在當時的手機散熱條件下,電壓的增大會帶來顯著的發熱。因為手機元器件所需要的電壓要遠低于9V,因此二次降壓就會帶來手機充電管理IC的大量發熱。 就在這個時候,OPPO卻選擇了另一種思路,通過增大電流來提升功率,減小發熱。就從這時起,以高通為首的大電壓陣容和以OPPO為代表的大電流陣容展開了曠日持久的交鋒。 大電流聽起來簡單,但實際上要克服很多困難。為了解決傳統Micro USB線可承載電流只有2A的瓶頸,OPPO定制了數據線,將內部的5根導線增加到7根,數據線可承載的電流也來到了5A。另外,充電頭也需要裝入定制的IC電路,并因此變得巨大。

    ▲右側為OPPO定制7針Micro USB充電線

    ▲OPPO定制充電頭 自此,OPPO憑借25W(5V/5A)的充電功率一騎絕塵。就在2014年,OPPO Find 7發布,那句“充電5分鐘,通話2小時”的廣告詞傳遍了大江南北。

    百家爭鳴,差異縮小,但協議混亂

    高通在推出QC 2.0標準后,又繼續推出了QC 3.0和QC 4.0,不過基本是在2.0的基礎上進行優化打磨。比如QC 3.0將電壓分為0.2一檔,可以上下調整,電壓最低可以下探到3.6V,并且高通推出了INOV算法來找到每個產品最適合的電壓。得益于電壓的降低和細分,充電效率一步步提升。 不過這時時間已經來到了2016年左右,USB Type-C接口逐漸普及,而Type-C口可以承載的電流也顯著增加,9V電壓下最大可輸出3A電流,而5V最大可輸出5.6A,這樣讓大電壓和大電流之間的邊界逐漸縮小。

    ▲左:USB Type-C接口,右:Micro USB接口 在這段時間里,大電壓陣容增加了聯發科的Pump Express(PE)、Pump Express Plus(PEP)快充,魅族的mCharge快充就基于此。 另外華為也推出了自家的Fast Charge Protocol(FCP)快充,規格為9V/2A。小米、努比亞等部分使用高通SoC的廠商也一直在高通的QC協議旗下。 一加在這段時間里誕生并加入了老東家OPPO的大電流陣營中,其30W WARP閃充可以在20分鐘內充入50%的電量。 雖然大電流陣容看起來有些單薄,但可以承載更大電流的Type-C接口的普及卻成為了他們翻身的契機。 2016年,華為推出了自家的Super Charge Protocol(SCP)快充,采用4.5V/5A的低壓大電流方案,在榮耀Magic、華為Mate9和華為P10系列等多款機型上有所應用。 聯發科這邊的PEP快充,也轉投了大電流陣營。魅族Pro7 Plus搭載的mCharge4.0就采用了5V/5A,功率為25W的充電方案,電壓從mCharge3.0時的12V降低到了5V。 總體來說,Type-C口的普及讓大電流方案成為了主流,但各家充電協議互不兼容,大部分智能手機如果想要享受快充,就要“認頭又認線”(需要專用充電線和充電頭)。即使給蘋果插上了OPPO最快的65W快充,充電功率也還是“五福一安”(5V 1A),連最大功率的十分之一都不到。 這時候,那個我們熟悉的USB IF協會回來了,既然以前阻礙過大家的發展,那么今天就來做點好事促進一下產業——制定標準統一充電規范。跟USB IF協會想到一起的還有谷歌這位大佬,自己的安卓生態被混論的充電協議攪得苦不堪言,谷歌當然希望能有統一的協議。 在各方科技大佬、各國實驗室、各家智能手機廠商的努力下,最終在2017年,USB PD 3.0協議通過PPS(Programmable Power Supply)技術規范統一了高通、聯發科、華為、OPPO的快充協議。

    OPPO何以搶占先機,SuperVOOC “super”在哪里?

    在智能手機充電大混戰的故事中,第一個吃大電流這個“螃蟹”的人一直“未嘗敗績”,不論是65W有線充電,還是40W無線充電,OPPO的充電速度一直鮮有敵手,而充電似乎也成為了OPPO營銷時常常著重強調的點。 在此,基于市面上主流科技媒體的測評數據,智東西對各家智能手機廠商旗艦產品的充電速度進行了對比。對于充電速度,單看時間是不公平的,畢竟每家手機電池的容量也不一樣,因此我們通過每分鐘充入電量來對比。

    通過對比我們可以發現,OPPO、小米和vivo位于前三,基本在第一梯隊,但OPPO每分鐘129mAh的充電速度無疑甩開了第二名將近30%,與華為相比約為其2倍。

    從六年前的VOOC閃充,到今天的Super VOOC 2.0超級閃充,OPPO閃充技術的秘訣到底是什么? 手機跟充電相關的,無非就兩部分,一部分是充電器,一部分是手機里的電源管理組件,OPPO的SuperVOOC 2.0用上了幾顆定制芯片,定制啥意思,你可以簡單理解為“加錢買好貨”。 這些芯片中包含一顆VCU控制芯片,可以控制整個充放電線路的電壓、電流,并一定程度上控制溫度。另外還有一顆MCU充電管理芯片和一顆BMS電池管理芯片。從充電器到手機,通過定制化,OPPO形成了一條完整的充電協議閉環。

    剖開電池內部,還可以看到兩塊OPPO定制3C充電倍率電芯以串聯的形式連接。3C充電倍率意味著更大的充放電電流和更高的電池性能,另外,這兩枚電芯采用了“極耳中置”的方式,具備更低的阻抗,因此可以支持高達6.5A的電流。

    ▲OPPO Find X2 Pro電池拆解顯示為“雙電芯”結構 串聯電芯還可以帶來一個好處,就是電池整體可以承受更大的電壓,適配器輸出的電壓也從先前的5V直接提升到了10V,也就是5V+5V。 除了電芯,在外部接口方面,OPPO在電池的外部接口上采用了雙BTB結構,這樣可以使充電電路和放電電路有效分離,縮短充電路徑,進而降低充電電路內阻,減少大電流通過時在電路內部的損耗,提升充電效率。 放電其實就是電池給手機中各種硬件供電的過程,在這一過程中,OPPO采用了可以進行直流降壓的電荷泵技術,這種技術可以將輸入的6.5V高壓,在輸出端降為4.5V,并且轉換損失較小。 當然,在硬件之外,軟件算法也功不可沒。眾所周知,目前主流智能手機為了提升電池壽命,降低損耗,在手機電量快要充滿時都會逐漸降低功率,最后進入涓流充電階段。 為什么你覺得手機快沒電時充的很快,而到90%以后,速度卻顯著變慢了。沒錯,這不是錯覺,而是目前智能手機采取的普遍措施。為了進一步提升充電速度,OPPO通過算法優化了90%-100%充電區間的充電效率。 不過,SuperVOOC 2.0雖然速度快,但是他對硬件的要求卻實打實的擺在那里,由于定制化芯片、電芯的采用,SuperVOOC 2.0變得“認頭又認線”,用戶必須擁有一套完整的充電線和電源適配器,并且手握一臺OPPO手機,才能體驗這份速度。 既然串聯、定制化、大電流這么好用,為什么別人不用呢?專利封自然是一個重要原因。根據OPPO官方公布數據顯示,VOOC閃充技術在全球已經申請了超過1000項專利??梢哉f,在充電這條賽道上領跑多年讓OPPO打下了堅實的技術基礎。 不過就在去年7月,OPPO宣布“VOOC 閃充專利對外授權”,這也就意味著市面上將有更多的第三方產品支持OPPO的VOOC閃充技術。但畢竟這是對手家的技術,三星、華為、蘋果、小米仍然不會輕易屈服。

    無線充電能否讓華為、小米“換道超車”?

    “哪里有壓迫哪里就會有反抗”,這話用在充電之戰中同樣試用。在有線快充領域被OPPO持續壓制的廠商們也在尋找其他突破口。無線充電,似乎有戲。

    提到無線充電,大家一定對“Qi”非常熟悉,這是無線電力聯盟(WPC)在2010年制定的磁感應無線充電標準,而這個標準一用就是10年,并且成為了目前市面上絕大部分產品所支持的無線充電標準。

    2018年,小米MIX 2S首發了7.5W無線充電,這也是國產首款無線充電智能手機,就在同年,華為發布了Mate20系列,無線充電功率來到了15W,并且首次支持了5W的反向充電。 也部分由于小米和華為的快速入場,無線充電在國內智能手機市場中的關注度開始水漲船高。 2019年,小米9pro又再一次刷新了雙記錄,將無線充電功率拉升到了30W,無線反向充電拉升至10W。小米公司產品總監王騰還特地發表長文說,“小米30W無線閃充系統包含了多項創新技術?!?比如高效直充架構、Charge turbo 2.0技術、無線充電專有協議等均為小米自研。 華為也不甘示弱,在3月發布的P40 Pro+上采用了40W無線充電技術,不過P40 Pro+由于技術難度較高和疫情的影響,6月才能開售,因此成了一項“PPT”技術。 就在等待的過程中,OPPO“截胡“了。2020年4月,OPPO Ace2發布了AirVOOC 40W無線閃充,這也是40W無線充電技術的首次落地商用。

    OPPO改變了傳統無線充電使用的單電芯、兩次降壓的方案,通過雙電芯技術減少一次降壓,實現了20V高壓無線充電,另外OPPO也改進了無線充電的線材和無線充電線圈的繞線方式,最終充滿100%只要49分鐘。

    我們可以看到,OPPO將有線充電中的雙電芯技術在此應用在了無線充電中,這也側面反映了在充電領域中掌握某一專利技術的重要性。 華為和小米換道超車,看來要多跑幾圈了。

    結語:早下手,肯花錢,技術秘訣其實很實在

    兩三年前,智能手機比拼電量好不熱鬧,電池容量甚至一度加到了6000mAh,然而隨著智能手機內部組件越來越多,鏡頭模組越來越大,電池容量不得不被一點點壓縮。而快充的出現和發展,幾乎改變了人們的生活習慣。 曾經我們必須插上充電器才能睡個安穩覺,而如今,只需要刷牙洗臉的十幾分鐘,手機電量就可以“滿血復活”。電量焦慮成了一個“偽命題”。 OPPO在充電領域的統治力雖然遭到了聯想的挑戰,不過在聯想新機發布前,OPPO憑借65W Super VOOC 2.0閃充仍然坐穩了智能手機有線充電一哥。 不難發現,這樣的技術是通過真金白銀的投入、打造定制化器件,并且盡早布局、積累技術優勢而實現的。這樣的故事顯得不那么有傳奇色彩,略顯樸實,但核心技術的打造,往往就是這么道理簡單,知易行難。 相較三星、蘋果等海外巨頭,中國廠商的確搶占了智能手機充電核心技術這座山頭,并從早期就積累了較多技術。而在手機電池真正實現突破之前,手機快充格局還會有怎樣的變化,中國廠商能否坐穩這來之不易的“階段性勝利”,我們拭目以待。

    原文標題:深度:在快充這條路上,中國手機為何一騎絕塵?

    文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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    中國顧客推薦度指數(C-NPS):華為PC用戶躍居第二

    權威機構Chnbrand發布的2020年中國顧客推薦度指數(C-NPS)報告中,筆記本推薦的排名重大....
    的頭像 如意 發表于 06-22 10:31 ? 363次 閱讀
    中國顧客推薦度指數(C-NPS):華為PC用戶躍居第二

    從手機到平板電腦,華為靠什么超越蘋果?

    618期間電商平臺激戰,各大平臺傳來喜報,尤其是平板電腦銷量增速驚人。京東公布的華為在618期間的數....
    的頭像 如意 發表于 06-22 10:28 ? 615次 閱讀
    從手機到平板電腦,華為靠什么超越蘋果?

    中國5G物聯網應用創新高峰論壇在杭州成功舉辦

    利爾達科技集團總裁陳凱首先代表主辦方華為、鼎橋通信和利爾達致歡迎辭,并提出了此次高峰論壇的目標——為....
    發表于 06-22 10:27 ? 266次 閱讀
    中國5G物聯網應用創新高峰論壇在杭州成功舉辦

    華為公司25G光芯片部分規格可以自產

    近日,光迅科技在互動平臺表示,公司已全面復工。華為是公司重要客戶之一,在光有源器件、無源器件領域均有....
    的頭像 lhl545545 發表于 06-22 10:16 ? 681次 閱讀
    華為公司25G光芯片部分規格可以自產

    【一周投融資】華為投資投資富烯科技,持股10%;思特威收購安芯微電子,加速汽車電子布局

    1、華為旗下的哈勃投資新投資了常州富烯科技股份有限公司持股比例為10% 據最新工商數據顯示,華為旗下....
    的頭像 時光流逝最終成了回憶 發表于 06-22 09:30 ? 1295次 閱讀
    【一周投融資】華為投資投資富烯科技,持股10%;思特威收購安芯微電子,加速汽車電子布局

    5G通信設備廠商使用的天線振子采用的是什么技術?

    5G時代,由于頻段更高且采用Massive-MIMO技術,天線陣子尺寸變小且數量大增。研究數據指出,....
    的頭像 lhl545545 發表于 06-22 09:19 ? 203次 閱讀
    5G通信設備廠商使用的天線振子采用的是什么技術?

    華為VR Glass多功能VR設備的上手體驗

    從去年開始,VR設備逐漸往兩極發展,一邊是以高性能、好畫面著稱的傳統PCVR;另一邊則是便攜性、易用....
    發表于 06-21 09:15 ? 106次 閱讀
    華為VR Glass多功能VR設備的上手體驗

    E拆解:榮耀Play4T拆機來看華為國產化的又一大進步

    海思麒麟710A是一款14nm工藝的芯片,并且代工廠商是中芯國際,這件事應該很多人都知道吧。對比之前....
    的頭像 智能移動終端拆解開箱圖鑒 發表于 06-20 12:17 ? 1199次 閱讀
    E拆解:榮耀Play4T拆機來看華為國產化的又一大進步

    郭平:求生存是華為現在的主題詞

    “幸運的是,我們獲得了絕大部分客戶、合作伙伴以及員工的信任和認可,在這個過程中,我們也積累了一些經驗....
    的頭像 通信頭條 發表于 06-20 10:35 ? 334次 閱讀
    郭平:求生存是華為現在的主題詞

    王春暉:美國的“封鎖”將加速中國崛起

    5月18日,華為發表《關于美國商務部針對華為修改直接產品規則的媒體聲明》,強烈反對美國商務部僅針對華....
    的頭像 通信頭條 發表于 06-20 10:32 ? 501次 閱讀
    王春暉:美國的“封鎖”將加速中國崛起

    美商務部發布新規“有條件”解封華為;通過!中芯國際科創板IPO順利過會…

    6月19日,美國商務部工業和安全局(BIS) 在《聯邦公報》上發布了新的臨時最終規則,該規則對《出口....
    的頭像 21克888 發表于 06-20 06:51 ? 1777次 閱讀
    美商務部發布新規“有條件”解封華為;通過!中芯國際科創板IPO順利過會…

    華為在智能穿戴設備上的發展開始加快速度

    在智能手機領域一直穩居全球銷量第一寶座的三星在智能手表市場排在第三位,2020年Q1季度的出貨量達到....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 16:45 ? 335次 閱讀
    華為在智能穿戴設備上的發展開始加快速度

    天津聯通推出智慧三千兆融合套餐,和華為攜手邁入F5G千兆智能時代

    天津聯通舉辦“聯通起航三千兆,點亮智慧新津城”發布會,推出了智慧三千兆融合套餐,可以同時為用戶提供優....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 16:17 ? 464次 閱讀
    天津聯通推出智慧三千兆融合套餐,和華為攜手邁入F5G千兆智能時代

    中興等通信廠家采用鎂合金材料用于基站結構件上

    根據基站結構件的材料“大截面、高導熱、低密度、勻質性”的特性,鎂作為最輕的金屬結構材料,導熱性雖低于....
    的頭像 艾邦產業通 發表于 06-19 15:36 ? 807次 閱讀
    中興等通信廠家采用鎂合金材料用于基站結構件上

    德國電信5G網絡覆蓋1600萬人口,與華為和愛立信開展合作

    德國電信(Deutsche Telekom)本周宣布,通過增加額外頻譜和動態頻譜共享(DSS)技術,....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 15:25 ? 380次 閱讀
    德國電信5G網絡覆蓋1600萬人口,與華為和愛立信開展合作

    美國商務部宣布了一項新計劃,將修改出口管制規定

    美國商務部長威爾伯·羅斯(Wilbur Ross)表示:“盡管美國商務部去年采取了“實體清單”行動,....
    的頭像 集成電路園地 發表于 06-19 14:34 ? 630次 閱讀
    美國商務部宣布了一項新計劃,將修改出口管制規定

    中興通訊股價漲幅帶動5G產業鏈個股,我國5G正逐漸成為全球領跑者

    從5G標準的專利數來看,根據ETSI和信通院統計,截止到2018年年底,在ETSI中聲明的5G標準專....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 11:31 ? 1010次 閱讀
    中興通訊股價漲幅帶動5G產業鏈個股,我國5G正逐漸成為全球領跑者

    國內首座5G智慧煤礦落成,無人巡檢有助于提高巡檢質量與效率

    6月18日,全國首座5G智慧煤礦在山西正式落成。該煤礦由中國移動、陽煤集團與華為公司聯手打造,依托目....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 11:22 ? 378次 閱讀
    國內首座5G智慧煤礦落成,無人巡檢有助于提高巡檢質量與效率

    華為5G專利數量在全球排名第一,美企也需向其付5G專利費用

    華為申請的5g 專利在國際上影響第一,而且也開始公布如何收費,這樣的做法產生很大影響。根據官網顯示,....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 11:15 ? 833次 閱讀
    華為5G專利數量在全球排名第一,美企也需向其付5G專利費用

    紫光展銳虎賁T7520處理器滿足華為智能手機的芯片需求

    相信大家都知道,華為海思芯片受到美國最新辦法“斷供禁令新規”影響,意味著中芯國際、臺積電等芯片代工廠....
    的頭像 牽手一起夢 發表于 06-19 11:08 ? 545次 閱讀
    紫光展銳虎賁T7520處理器滿足華為智能手機的芯片需求

    8家被投半導體企業梳理一覽? 華為旗下的哈勃科技最新投資常州富烯科技

    6月18日,華為旗下的哈勃科技投資有限公司新增對外投資,成為常州富烯科技股份(以下簡稱“富烯科技”)....
    的頭像 章鷹 發表于 06-19 11:04 ? 2493次 閱讀
    8家被投半導體企業梳理一覽? 華為旗下的哈勃科技最新投資常州富烯科技

    手機無線充電電路圖分享

      無線充電技術應用了電磁波感應原理,及相關的交流感應技術,在發送和接收端用相應的線圈來發送和接收產生感應的交流信號來...
    發表于 06-18 16:50 ? 249次 閱讀
    手機無線充電電路圖分享

    無線充電會損傷電池嗎

      隨著科技的不斷進步,無線充電開始普及了起來。去年蘋果的加入,使得無線充電越來越火爆。無線充電一部分人對它愛不釋手,另...
    發表于 06-18 16:36 ? 180次 閱讀
    無線充電會損傷電池嗎

    非接觸式充電與傳統充電器技術資料大全(八款經典電路圖文詳解)

    本資料解答了無線充電的常見問題,分析非接觸充電技術上與傳統充電技術的差異及優勢,并提供了8款脈沖充電器原理圖,方便各位讀者...
    發表于 06-18 15:41 ? 1525次 閱讀
    非接觸式充電與傳統充電器技術資料大全(八款經典電路圖文詳解)

    博士員工離職率218%,任正非反思:華為這么大,為何無用武之地?

    博士員工離職率218%,任正非反思:華為這么大,英雄為何無用武之地?...
    發表于 06-17 14:03 ? 64次 閱讀
    博士員工離職率218%,任正非反思:華為這么大,為何無用武之地?

    汽車無線充電技術離不開半導體的“功勞”

    隨著動力傳動系統從內燃機(ICE)向電動機發展,汽車行業正在經歷史上最大的變化時期之一。雖然現代電動汽車(EV)續航里程...
    發表于 06-17 07:00 ? 1080次 閱讀
    汽車無線充電技術離不開半導體的“功勞”
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