充電問題剖析

充電小教室 認識手機快充


快充有哪些?

前陣子iPhone 11 Pro Max議論紛紛的18W充電器又與過去Apple幾年來附贈的5W有差異呢?

原因在於早期的手機電容量不大,像是iPhone 6s跟現在iPhone 11系列的電容量相差了將近2倍,用過去的5W變壓器肯定是稍嫌不足的,因此才誕生了各種快充協定,每種協定都服務著不同的品牌、產品,下面就介紹目前快充主要的四大陣營:PDQC、聯發科PEOPPO VOOCHUAWEI Super Charge


1.QC
快充

QC快充協定(全名為Qualcomm Quick Charge),意思是由無線電通信技術研發公司「高通」所研發驍龍(Snapdragon)系統晶片中的快充協定,目前手機市場最常看到的就是QC3.0QC3.0採用最佳電壓智慧演算法(Intelligent Negotiation for Optimum VoltageINOV),電池可以在30分鐘內從0%提升到50%

高通 QC 快充技術目前推出 QC4+ 版本,是 QC 4 的升級版,採用PD3.0作為主要供電信號的發送及物理介面,具有雙充(Dual Charge)技術(透過智能熱平衡去調節二條線路的充電能量,可以加速充電並減少熱能產生),目前只有 Snapdragon 處理器才支援。QC 4+相較於現在常見的 QC3.0 38% 的充電速度提昇,最大充電瓦數可達 27W,從而實踐高功效、低功耗的充電技術。

不過目前市場上最普及的還是QC3.0的充電協定,最大的功率可以來到36W。而有使用支援QC快充的變壓器上面一定會有一個小小的QC快充標誌;行動電源則會另外標示有QC3.0的字樣,大部分有使用高通驍龍處理器的手機都能使用QC快充,甚至也有非驍龍處理器但也支援QC快充的手機機種(如SAMSUNG)。

簡單來說 QC4+等於是採用Type-C物理介面,並支援USB PD3.0、向下相容 QC3.0QC2.0,未來只要手機或裝置支援QC4+PD3.0,都可以彼此無痛無腦充電,不用再換行動電源、換充電線這麼麻煩囉。


2.PD
快充

PD快充協定(全名為USB Power Delivery),意思是由USB-IF協會制定的充電標準,PD快充僅支援Type-C插頭形狀的連接埠來進行供電,最常見的就是AppleiPhone 7plus後的手機以及MacBook都有採用PD快充協定。

目前最新的版本是PD快充3.0PD快充2.0開始就統一採用USB3.1統一規範的Type-C充電孔。

但要注意很多是Type-C插頭形狀的傳輸充電線,未必有PD快充的晶片,因此有些價格低廉的線材,雖然外型是Type-C,實際上是沒有快充的功能。

另外如果有使用到60W-100W的充電功率,一定要使用能承載5A以上的充電線,這點要特別注意!

PPS國際規範

USB PD 3.0 作為PPS國際規範中的「充電標準」,使用USB Type-C作為「介面標準」,能夠支援PC個人電腦與智慧型手機使用,也支援其他使用直流電(DC)的設備,包括電腦周邊裝置、液晶電視機等,可實現以單一Type-C纜線執行「供電」與「資料傳輸」的應用。

能夠相容且採用USB PD3.0可編程電源供應PPS標準的常見協定,包含QC 34/4+、聯發科Pump Express4.0等。

總結來說就是:USB PD快充標準」有望相容整個充電開發市場;快充協定之間本身也有互相兼容的情形,像是PD3.0他同時可以啟用QC4QC4+的快充標準,各家快充協定未來都有很大可能以USB-IF所制定的PPS國際規範去開發更節能、快速的充電協定,可以說各家快充是站在USB PD快充的巨人肩膀之上

PD快充相容QC快充

這也代表說你買了PD3.0快充的變壓器也可以替支援QC4以上版本充電的裝置,反過來說使用QC4也可以替支援PD3.0的裝置充電,是不是很方便?那從剛剛就一直提到QC快充又有什麼特色呢?

3.聯發科Pump Express 4.0 

Pump Express是由聯發科開發的快充技術,雖然開發的時間相較於高通較晚了一些,不過Pump Express目前最新的技術版本為PE4.0,同樣採用Type-C物理介面,支援最5A電流,也符合USB PD3.0可編程電池PPS的國際標準。充電的特色在於可以繞過手機內部的充電線路,來做到防止邊充電邊使用時的過熱問題。

而相較於QC快充,Pump Express除了支援有線PD3.0之外,另外也搭載了Qi無線充電的技術「Pump Express Wireless」,充電速度支持標準5W低功率以及中功率15W的無線充電,目前採用的聯發科開發的晶片設備像是OPPO Reno 3,是瞄準了未來5G的市場。

聯發科在5G市場正在蠢蠢欲動,2019年也有開發「天璣」系列新品牌作為後續旗艦級5G智慧型手機的技術,或許在未來的5G手機就可以見到多一些聯發科的PE快充囉。


4.
低壓快充技術:OPPO VOOC、華為SuperCharge

前面三個快充技術都是屬於以「增壓」的方式來做到快充,然而OPPO及華為的快充技術則是以「低壓增流快充」,二者都是將充電電流提高到5A,進而達到22.5W甚至是25W的充電速度。

不過因為OPPO及華為的快充技術是採用5A大電流,在安全考量下建議採用原廠配給的充電線或是有經過安全檢驗的線材及變壓器或行動電源會比較好


5.Apple 2.4A
快充

這項由Apple快充的協定應該叫鮮少人知,大家都只知道iPhone有支援PD快充,實際上Apple自家也有搭載另一項充電協定是「Apple 2.4AApple原廠販售18W/29W/61W/ 7W/96WPD充電器都是自帶 Apple 5V/2.4A 協定的,但絕大部分PD充電器並不具有Apple 2.4A充電協議,若沒有支持通常會被限制為5V/0.9A


Apple 2.4A
PD快充差很多?

你可能會好奇Apple 2.4A12W)跟PD 18W快充哪個快?

根據我們前面介紹的瓦數越高充電玉快,當然是PD 18W快,不過這僅限於低電量時前30分鐘的加速充電。實際上二者從0%100%充電的時間是差不多的,在對比於目前的手機電容量其實越做越大,真的會需要再低電量加速充電的時機著實不多。

而且也要注意從iPhone 8 Plus後能接受的充電峰值才有來到18W甚至2019年的iPhone11來到29W,因此先前的手機版本不管用Apple 2.4A還是PD 18W其實是一樣的。

而且聰明的你應該有想到,Apple 2.4A是支援USB-A to Lightning介面的;而要替iPhone進行18W PD快充是需要Type-C to Lightning充電線的,二者在線材的規則又以Apple 2.4A更為便捷,所以真的誰比較普及、誰比較方便嗎,這就真的見仁見智看使用習慣了。