随着人们使用手机的时间愈来愈长,如何有效提高充电效率,进而增强手机的续航表现,成为近年来手机厂商的一大课题。有鉴于市面存在相当多的快速充电技术,包括高通推出的 Quick Charge,或是由 USB 开发者论坛所定义的 USB Power Delivery(PD)等技术。值得注意的是,即便手机具备快充技术,若是使用不符规范的充电器材进行充电,仍无法达到预期的快充效果。
快充虽然能有效提高手机的充电速度,但还是有不少消费者因此担心,提高充电功率的同时,是否会对手机电池产生危害。其实当今电池技术发展相当成熟,加上电池内多设有保护电路,若是与原厂充电器材搭配使用,更可确保在快充过程提供安全的用电环境。
快充基本认识
认识快充之前,必须先了解基本电学,也就是伏特 V、安培 A 与瓦特 W 之间的相互关系;其中 V 与 A 所代表的是输出电压与电流强度,且两者相乘可得出额定功率 W(算式:V x A = W)。而快充其实是一种相对概念,对于同一台手机来说,若能在安全的负载范围内,通过使用高功率的充电器,提升手机充电速度、降低充电时间,这就是「快充」。
随着时代与科技的发展,市场普遍对于「快充」的标准也会有所不同;举例来说,早期手机电池容量并不大,对于一颗仅有 800mAh 的锂电池而言,5V / 0.5A 的充电速度尚足以应付,但随着智能手机的出现,电池容量愈做愈大,若仍是以当时的充电速度,则无法满足绝大多数用户的需求。为了提高手机充电速度,高通推出的 Quick Charge 快充,以及 USB 开发者论坛定义的 USB Power Delivery 快充,影响后来的快充技术发展甚远。
加快充电速度的方法,简单来说就是要提高充电时的功率大小,假设一台手机可支持的最高充电功率不设限,那么越高的充电功率则可提供越快的充电速度。一般而言,常见的快充技术主要分为增强「电压」提高充电功率的「高电压恒定电流模式」;提高「电流」加强充电功率的「低电压高电流模式」,或是两者具备的「高电压高电流模式」。
高通旗下的 Quick Charge(QC)技术,最早则是采用「低电压高电流模式」,通过将电流大小提升至 2A,以此增强充电功率;但以当时的 Micro USB 接头来说,2A 已经达到承受的电流上限,随后高通转向发展「高电压恒定电流模式」,通过增强电压提升充电功率。直至 Type C 接头发展逐渐成熟,可承受的电流上限提高,「高电压高电流模式」才从理论转为可行。
USB Power Delivery(USB PD)快充主要可分为 10W、18W、36W、60W 与 100W 五种功率规格,电压采用 5V、9V、12V、20V,最高可与 5A 电流的 Type C 接头做使用。虽然 USB PD 快充理论值可达 100W 功率,但手机本体实际可支持的充电功率大小,仍要以手机厂商公告为主。此外,USB PD 快充也可运用在平板、笔电、电视等产品,同时可兼容高通最新的 QC 4、QC 4 快充技术。
苹果旗下 iPhone 8 及后续机型皆支持 USB PD 快充,但由于未支持高通的 QC 快充,因此无法在 QC 充电器下享受最高的充电速度。
为统一使用规范,支持 USB PD 快充的充电器必须采用 Type C 接口(除了少数厂商设计为 Type A 接口)。
快充技术差异化
除了市面上常见的 QC 与 USB PD 两种快充技术外,许多手机厂商为了凸显品牌特色,也会自行开发专属快充技术。其中三星的闪电快充 2.0 具备 45W 功率、华为的 SuperCharge 最高为 55W 功率、OPPO 的 SuperVOOC 2.0 则是达到 65W 功率;此外,小米的 Super Charge Turbo 与 vivo 的 Super Flash Charge 则分别为 100W、120W 功率,但两者仅限技术公布,尚未发布对应快充技术的手机产品。
▲三星旗下的闪电快充,共可分为 15W、25W、45W 三种等级。
▲华为则是拥有 18W 的 FastCharge 快充,以及 22.5W、40W 与 55W 的 SuperCharge 快充。
▲OPPO 旗下共有 VOOC 与 SuperVOOC 两种主要快充技术,其中 VOOC 快充拥有 1.0、2.0、3.0、4.0 等四种版本,最高功率依序为 22.5W、25W、20W、30W。SuperVOOC 快充提供 1.0、2.0 两种方案,最大功率分别为 50W 与 65W。
▲小米旗下的 Charge Turbo 快充,可分为 27W、40W 两种版本;另有最高支持 100W 功率的 Super Charge Turbo 快充。
快充疑虑解析
随着快充技术发展愈趋成熟,快充功率也从早期的 10W 一路跃升至 100W 以上,虽然大功率快充尚未普及,但仍有不少用户担忧,快充是否会对手机电池产生危害。为了避免快充带来的负面影响,手机充电时通常会被限制最大功率的运行时间;如支持 18W 快充的手机,使用 18W 充电器材进行充电,除了在电量较低时会以最高功率充电外,当电量逐渐提高,则会下降充电的最高功率。
▲手机支持的最大快充功率,并不代表整个充电过程中,都是以最高功率进行充电,而是会依照手机当前电量设有分段限制;如前期使用最高功率、中期开始逐渐调降功率,直到最后进行慢速的涓流充电以保护电池寿命。
▲部分手机业者会在原厂充电器设置充电 IC,可有效降低快充时手机本体产生的热能,减少对电池产生的危害。
▲原厂充电器可通过芯片控制,针对未符合相同快充技术的手机予以功率上的限制;如三星 18W 快速充电器,使用其它不支持三星闪电快充的手机时,仅能以最高 5V / 2A 的 10W 功率进行充电。
▲部分厂商会在原厂充电器内置温度控制元件,当感测温度异常提高时,充电器内部的保险丝会融断,起到物理性阻绝电流输入的效果。
▲随着快充近年来的高度发展,市面上也充斥着品质良莠不齐的副厂配件;使用未获认证的副厂充电配件,更可能衍生漏电、自燃等状况,选购时需特别注意。
充电线也是关键
在完整的快充行为中,除了手机本身支持快充技术外,快速充电线通常也是消费者会去注意的要素;但随着「高电压高电流快充模式」的兴起,若仍使用支持 2A 或以下电流量的充电线进行充电,则无法满足高于 2A 电流的快充规格;如手机支持 27W 快充,需由 9V / 3A 的输出组合达成,但由于充电线仅具备最高 2A 电流,此时充电器仅能以 9V / 2A 的 18W 功率为手机充电。
完整的快充过程,需由手机、充电器与充电线相互配合,若是其中一方规格不符,则无法享有最高的快充效果。
在选购快充器材时,建议选择手机的原装正品配件,若非选购原厂配件,也应优先购买符合原厂规范的充电器材,如苹果的 MFi 认证,品质也相对有保障。