快充技术:USB Power Delivery和Quick Charge™介绍

手机、电脑等科技产品性能越来越强大,屏幕也越生产越大,连带耗电量也逐渐增加,如何实现快速充电是用户关心的话题。但是,在用户体验中,以下问题现象成为了消费者困扰的难题。

 

  • 手机具备快充功能,但是充电速度为什么依旧很慢?
  • 快充安全有隐患?充电爆炸成恐慌。
  • 边滑手机边充电,手机发热惹惊慌?!

 

市场产品品质参差不齐,消费者若使用不符合规范的充电器进行充电,或是使用标准不合的充电器或者使用了劣质线材,手机不但无法实现快充功能,更会产生安全隐患。关于快充,您又知多少?

快充原理:

在电学上,电压(伏特,V)乘以电流(安培,A)就可以得到功率(瓦特,W),充电瓦数越高,代表充电所需的时间越短。现在的快充技术可透过以下三种方式实现。

  1. 高电压低电流模式:增强电压,提高充电功率
  2. 低电压高电流模式:提高电流,加强充电功率
  3. 高电压高电流模式:增强电压,提高电流

简单来讲,快充就是在安全的负载范围内,能够有效提升产品充电速度、降低充电时间。目前市面上热议的快充技术,包括高通推出的Quick Charge™ (QC)及USB开发者论坛所定义的USB Power Delivery (PD)。

什么是USB Power Delivery?

USB Power Delivery (USB PD)是利用USB (Universal Serial Bus)线缆,最大可供100W供电受电的USB供电扩充标准。过往USB最大供电功率分别为USB 2.0 (2.5W)、USB 3.0 (4.5W)、BC 1.2版本(7.5W),现在一跃至100W供电受电,因此笔记本电脑、平板电脑等以往无法支援的设备也能进行供受电,可支援的设备大幅扩大。

 

USB PD使用USB Type-C®连接器,可以在以往USB资料通讯的同时进行供电,涵盖手机、相机、充电宝、平板电脑、笔记本电脑、显示器等,一条线简单搞定充电及数据传输。另外还支援Alternate Mote模式,因此可以处理视频信号。使用1个USB段子就可以进行数据传输、供电受电、视频信号传输,从而可以搭建简单、便利性高的环境。

 

USB Power Delivery (USB PD) 技术

USB Power Delivery (USB PD) 1.0规范种对供电能力设定为五个级别(Profile 1~5):

  • Profile 1(提供5V@2A,10W供电,适用于手机等各类可便携式装置)
  • Profile 2(提供5V@2A、12V@1.5A、10~18W供电,适用于平板电脑或外接存储装置)
  • Profile 3(提供5V@2A、12V@3A 36W供电,适用于超极本等装置)
  • Profile 4(提供5V@2A、12/20V@3A 60W供电,microUSB支持的最大供电规格,适用于All in One电脑)
  • Profile 5(提供5V@2A、12V@5A、20V@5A 100W供电,用于标准A/B与USB Type-C®连接头,适用于液晶显示器、平板电视)

 

USB PD 1.0支持四种电压5V、9V、15V、20V,最高100W,并向下兼容USB 3.2/2.0、BC 1.2/1.1/1.0,并有5种Profile。USB PD 2.0可使用Type-A、Tyep-B及Type-C接口。到了USB PD 3.0,仅能使用USB Type-C®接口,并加入PPS(Programmable Power Supply)。

 

USB PD 2.0 VS. USB 3.0

  USB PD 2.0 USB PD 3.0
连接器类别 Type-A/ Type-B/ Type-C 仅有Type-C
最大输出功率 100W 100W
Fast Role Swap (FRS)
Programmable Power Supply (PPS)
Authentication

 

什么是QC快充?

Quick Charge™ (QC)快充为高通公司(Qualcomm®)所研发的快充技术,只要有搭载旗下晓龙™Snapdragon系统晶片的安卓手机,皆可使用其快充技术。除了支持多款采用晓龙™Snapdragon处理器的手机之外,也支持部分其他品牌的处理器。QC快充技术推出的历史版本如下:QC 1.0支援10W起;QC 2.0支援15W起;QC 3.0支援18W起;QC 3+支援18W起;QC 4 支援18W(A)/27W(B)起;QC 4+支援18W(A)/27W(B)起;QC 5支援45W起。

2020年高通(Qualcomm®)推出商用快速充电技术Quick Charge™ 5 (QC 5),可支持Android智能手机大于100W充电功率的快充晶片。其效率较前一代高70%,且充电速度快4倍,装置电量于5分钟可从0%充至50%;同时采用高通(Qualcomm®)旗下充电功率智能识别配接器技术,可在最高电力转换传输效率下确保充电安全,因此可延长装置电池的寿命。

除此之外,QC 5 不但相容于之前的QC 4+、QC 4、QC 3和QC 2,而且延续QC4,一样能运用于USB-PD和Type-C技术,并相容于USB Type-C协议等产业标准,因此可进而扩充到其他装置。

 

QC4+ VS. QC5

版本 Quick Charge™ 4 Quick Charge™ 5
输出功率 18W-100W 45W->100W
固定输出电压 5V, 9V, 12V, 15V, 20V 5V, 9V, 12V, 15V, 20V
可编程输出电压 PPS 20VProg APDO PPS 20VProg APDO
支援接口 仅支援Type-C 支援Type-A、Type-C 和其他

GRL实验室为USB-IF和Qualcomm授权的认证实验室,可针对USB PD和QC快充等进行认证测试。作为USB-IF和Qualcomm的忠实合作伙伴,能为各大厂商提供第一手测试技术消息,专业的测试团队能为您及时发现问题根源并解决问题。

 

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