PD、QC有限快充的知识讲解演示幻灯片.ppt

手机电量恐惧症,?,电量低于多少感觉到恐惧,充电器给手机充电的过程,：,1.100-240V,的高电压转变成我们所需要的低电压,（,5V.9V.12V.20V,等）,2.,充电器通过不同的电压电流档位给手机供电,（,5V-1A,5V-2A,9V-2A,12V-1.5A,）,3.,手机内部的电源管理芯片对手机充电进行管控，经过,3,个阶段,a,：恒流阶段,b,：恒压阶段,c,：涓流阶段,快充的最大意义是手机充电的,0%-80%,电量时间，尤其是从,0%-50%,的充电时间比传统的普通充电有飞速的提升。并不是全程都是快速充电,快充技术的概念原理,W=Px t,（功,=,功率,x,时间）,P=Ux I (,功率,=,电压,x,电流,),W=Ux Ix t,（功,=,电压,x,电流,x,时间）,机器充电一般涉及到功率、电压、电流三个概念，而它们三者之间的关系则是：在电池电,量一定的情况下，功率既意味着充电速度，功率越大，充电时间就越短，而功率则由电流,和电压决定。,最大充电电压，是由锂电池的电化学特性决定的,最大充电电流，是由锂电池的容量和制造工艺决定的,快充必须同时具备三个因素：支持快充的手机、支持快充的充电头、数据线,主流有线快充协议标准,：,PD,协议（,USB Power Delivery,）,:PD3.0,PD2.0,QC,协议,:,（,QC4.0+,QC4.0,QC3.0,QC2.0,）,苹果,5V-2.4A/2.1A,协议,三星,-AFC,协议,华为,-FCP,协议,华为,-SCP,协议,OPPO:,VOOC,闪充,协议,QC,协议的发展历程,：,在,NOKIA,时代，一块,800mAh,的电池能用上两三天，所以搭配,5V0.5A,的充电器完全够用，两三个小时就能充满。,QC1.0(2013,年,),：,5V-2A,智能机时代电池容量提高到,2000mAh,以上。,QC2.0(2014,年,),：,5V-2A,9V-2A,12V-1.5A,智能机爆发增长，电池容量越来越大，机身越做越薄,QC2.0,的意义,：划时代的改变了充电电压从保持了多年的常规的,5V,提升至,9V/12V,，功率提升至,18W,，线材不需要特殊处理。,QC2.0,的缺点,：电压每提高一档，效率约下降,10%,，这些能量大部分转化为热量，,QC3.0(2015,年,),：,3.6-6.5V/3A 6.5V-9V/2A 9V-12V/1.5A,高通也觉得,5V,到,9V,步子迈的太大,开发出独特的电压智能协商（,INOV,）算法，在,QC2.0 9V/12V,两档电压基础上，进一步细分电压档，采用独特的,INOV,算法，以,200mV,为一档设定电压，电压最低可下降至,3.6V,最高,20V,，并且向下兼容,QC2.0,，效率提升最高达,38%,，充电速度提升,27%,，发热降低,45%.,QC4.0(2016,年,),：兼容,USB-PD,协议,C,口,在,USB-IF,协会的强制要求下，高通推出,QC4.0,，提升功率至,28W,，并且兼容,USB PD,协议。取消了,12V,电压档，,5V,最大可输出,5.6A,，,9V,最大可输出,3A,，并且电压档继续细分以,20mV,为一档,QC4.0+:,在,QC4.0,的基础上性能进一步提升,高通,QC,协议为什么提高充电电压而不是电流,线路损耗与线路电流成正比，与线路上传输的电压无关。传输同样功率的情况下，电流越低线损越低,Micro USB,接口，在标准规范里面最大电流承载能力是,2A,，在保留现有,USB,线缆和接头的情况下，无法继续提高电流，那么增大功率的手段就只能是增大电压了,OPPO,与高通走了相反的道路，他们给,MicroUSB,在物理上打了补丁，增加了额外的接触针，专门用来传输大电流。最大充电电流达到了,4.5A,，但是电压维持在,5V,不变。同样达到了超过,20W,的功率传输。而,Type-C,接口的出现，让这个问题不再存在，因为,TYPE-C,口最高支持,5A,输入电流，完全能够满足现有手机电池的快速充电需求。,TYPE-C,接口和,USBPD,中都严禁采用除,USBPD,以外的方式来调整充电电压。高通为此做出了很大的努力去说服,USB-IF,组织，试图在,TYPE-C,接口中，让,QC,和,PD,同时存在。但是，很可惜，被无情的拒绝了，因此，,QC,不论在技术上还是在理论上，都将面临着被淘汰的危险。当然，高通自身是很清楚这一趋势的。因此，已经在最新的处理器内核中，集成了,USBPD,的协商功能。,几种,USB,接口介绍,Micro USB,接口，在标准规范里面最大电流承载能力是,2A,。,与以前常见的“,USB-A”,接口不同，,PD,快速充电依赖于另一种接口“,USB-C”,供电方面,USB-C,口最大支持,20V-5A,也就是,100W,的电力传输需求,.,USB-A,是通过,D+D-,来进行协议识别的，但,USB PD,却要使用,CC,线来通讯，也就是说一定要,USB-C,口的充电器才能具备,PD,快速充电功能。,B,口,/Micro USB,口,/Micro,口,苹果,5V-2.4A/2.1A,协议,iphone,原厂一直配备的充电器只有,5V-1A,即,5W,的功率，充电速度非常慢,iphone 6 plus,、,iphone 7 plus,是支持,5V-2.0A,即,10W,充电功率,iPhone 8/8P/X,进一步提升功率，支持,5V-2.4A,即,12W,充电功率,此外,iPhone 8,以后的手机都支持,PD,快充协议，不过目前需要用原装的,C-Lightning,原装数据线才能实现快充,Ipad,也支持,5V-2.4A,即,12W,充电功率,一个充电器是否支持,apple,协议，需要看这个充电器兼容性，也就是是否支持,apple,协议,手机插上充电器的一瞬间，手机与数据线会检测,D+D-,是否具有苹果识别协议，如果无,识别协议的话，手机会运行在,5V0.9A,的充电状态上，只有检测到苹果协议（,apple 2.1A,apple 2.4A,），手机才会按照,5V2A,或者,5V2.4A,全速充电。,PD,快充协议,-,全名,USB Power Delivery,定义,：我们可以理解为,USB-PD,协议是在一条线缆中同时支持高达,100W,电力传输和数据通信的协议规范,是美国,USB-IF,协会为促进行业标准推出的一个为适应现代化快速充电的需求，而推出的一个通用充电标准；这个标准兼容了高通、,MTK,、华为、,OPPO,各家之前的自有协议，同时加以了规范和补充，使之成为了一个完善的协议。,现状,：支持,USB-PD,协议的手机就已经成为了,2017,年至,2018,年的旗舰手机的标配,PD,和,Type-C,口的关系,：有,Type-C,输出的，不一定支持,PD,协议充电；支持,PD,协议的充电器，一定是,Type-C,口输出。,PD,选,C,口的理由,：,Type-C,口,支持正反插入、支持更强的电力传输，更快的传输速度（最高,10GBPS)C,端口默认最高可支持,5V3A,。如果在,C,端口中加入,PD,协议，它就能支持,USB-PD,规范中定义的最高,20V-5A 100W,功率。,目前主流的,PD2.0,充电器规格有：,PD18W:5V-3A,9V-2A,12V-1.5A,15V-1.2A,PD30W:5V-3A,9V-3A,15V,2A,20V-1.5A,PD45W:5V-3A,9V-3A,12V-3A,15V-3A,20V-2.25A,PD60W:,5V3A,9V3A,12V3A,15V3A,20V3A,PD,幕后推手：,USB-IF,组织,为支持和推动市场与用户对,USB,兼容外设的认同，英特尔在,1995,年与业界同行成立了,USB Implementers Forum,（通用接口业界联合组织，简称,USB-IF,组织）,美国,USB-IF,组织，主要活动为推广、营销,USB,标准，并维护规格及认证程序。,USB-IF,对于,USB,接口的进步一直有着功不可没的付出，类似如,Type-C,接口的推广，又包括,USB-PD,协议，可谓一直不遗余力。业界惠普、英特尔、微软、,APPLE,、,Samsung,、,Qualcomm,、,Google,都早已加入,.,USB,组织提供了标准的传输接口规格，让计算机与外围设备间的连接轻松许多。一般应用到,USB,的信息产品包括了打印机、键盘、屏幕、网络装置、扫描仪等,PD3.0,2017,年春节期间，,USB-IF,组织发布了,USB PD 3.0,的重要更新,旨在一统快速充电技术规范的,PPS(Programmable Power Supply),，,USB-PD 3.0,协议兼容了高通,QC 3.0,与,4.0,，华为的,SCP,与,FCP,还有,OPPO,的,VOOC,在,PSS,规范里，将不允许,USB,接口通过非,USB-PD,的协议来调节电压电流，这也变相的要求其它快充标准必须是符合,USB-PD,协议的。所以在这么一个强有力的组织机构下，接口的统一速度也会得到一个强有力而实质性提升，用户的阵痛期相应度过的也就更快。,PD,快充的优势：,所有不同品牌的手机、不同品牌的快充充电器与数据线都将实现通用。再也不用满屋,找充电器和数据线了,PD,关注的是两个或者多个设备，甚至是一个基于,USB,接口的智能电网的电能传输过程，,电能传输可以是双方向的，甚至是组网的，可以具备系统级供电策略,USB PD3.0,：同时覆盖高压低电流、低压大电流，电压输出范围：,3.0V21V,，步进调幅,电压为,20mV,，电流档位：,1.5A,、,2A,、,3A,和,5A,简而言之，,USBPD3.0,吸取了目前快充的精华，重新整合成一套“大而全”的快充方案，,以实现手机快充大一统，所有支持快充的手机都可以通过一个支持,PPS,技术的充电器实现,快充。重回那个一个充电器所有手机都不怕的时代,快充的运用,：,充电器，移动电源，车充，墙充面盖，太阳能充电器,用到,USB,接口的地方都可以实现快充,快充发展瓶颈,：,目前快充技术受到锂离子电池物理特性的限制，功率的增大也是在有限范围内的增大。,另外快充技术只在电池的恒流充电阶段（,0%-80%,电量）对充电时间有明显的改善作用，,电池充电的恒压充电阶段和涓流阶段（,80%-100%,）耗时依然没有方法解决。,未来的发展,：提升电池的性能，发明新的电池取代现有的锂离子电池,未完待续！,