如今的智能手机,整体性能的极致与均衡成为很多用户和厂商共同追求的目标,在很多环节受到技术限制的前提下,如何能做到用户体验上的极致成为了手机厂商在这个「智能手机趋同化严重」的今天研究的课题,锂电池是这里典型的代表。
锂电池从诞生之初成功地替代镍铬电池成为了智能手机等移动设备的新宠,但由于锂电池整体的稳定性较差,无法进行更高密度的封装,因此对于锂电池在单位体积内的容量这些年一直受到限制,同时锂电池从诞生之初到如今并没有技术上革命性的突破,以至于智能手机使用频率越来越高的今天,电池成为了限制智能手机发展最大的难题。
既然解决不了电池技术,厂商就开始从给电池充电的速度和效率上研究,「快充」这个词应运而生,从最初的5V/2A共10W的快速充电发展到目前华为所使用的10V/4A共40W的超级快充,这几年充电标准的进步相比电池的进化可以用突飞猛进来形容。
在今年的Mate 20系列智能手机上,华为不仅带来了高达4200mAh的大电池,快充技术就使用到了这种有线40W的快充标准,同时还带来了目前最强的无线快充——15W功率,这比苹果iPhone XS/XS Max的10W充电快了50%。
在发布后,很多用户低于华为使用这么大容量电池和高速快充的标准提出了疑问,显然在新技术面前,很多人最先想到的是安全。
而就此问题,华为手机产品线副总裁李小龙Bruce_Lee 30日在微博发长文介绍了Mate 20系列40W快充的具体解决方案,大大方方地公开了华为在快充上的技术诀窍,这篇文章发布之后就获得了33万+阅读,很多网友也对华为实现40W快充的思路点赞。
先说电池容量。如果想实现在更短的时间内充满一块手机电池,最简单的思路是降低手机内电池的容量,但这显然不是华为想要的,毕竟相比快速充电来说,更大的电池容量和续航才是用户所真的需要的。
这次华为Mate 20 Pro 在非常紧凑的机身内装下4200mAh大容量电池,比上一代产品还增加了200mAh,华为Mate 20 X电池更是高达5000mAh大容量电池,完全可以满足用户重度使用一天以上的需求。在电池容量一项上,华为没有缩水。
而对于快速充电的标准,李小龙也表示华为在调研之后认为用户最关心的就是前30分钟的快充速度,后面慢一点影响不大,这也很符合用户的正常习惯,在需要快充的时候大家最希望的就是越短的时间内充入越多的电量,而不是说一下子就充满。
李小龙表示华为要想做到30分钟内充满100%电量也很容易,但是那样就要需要削减电池容量,但是这对续航时间影响太大,最终还是使用了现在的4200mAh电池,这块电池应该是业界快充电池里能量密度最高的一款,而且电池循环寿命、低温放电特性也是业界最好的。
至于发热控制,传统思路的快充技术是提高电压以减少电流,这样可以控制发热,但是这种方式需要电压转换,传统的DC/DC电压转换效率不高,损失的能量都会变成热量散发出来,导致充电速度几分钟后就会降下来,所以华为一直没有使用12V充电技术。
在这次的40W快充上,华为在Mate 20手机内部使用了电容充放电1/2分压电路,就是俗称的电荷泵降压电路,这种降压方式最大的优势就是电压转换效率非常高,接近100%,几乎没有能量损失,但最大的缺点是只能输出一半的电压,没有调压能力。
不过这也没难倒华为的SCP超级快充协议,他们的充电头可以按照电池的要求输出两倍电压给手机,经过1/2降压后不就正好满足电池的要求?这款40W充电器可以输出从3V-12V之间的任意电压,完美的解决了高压充电电压转换效率低、低压充电电流大的矛盾。还完美的兼容了5V4.5A超级快充、9V2A快充标准,还可以继续使用之前的5A充电线。
因此在充电的兼容性方面,华为这次也给出了标杆级的表现。华为的40W快充头能够完美向下兼容华为5V4.5A 22.5W超级快充和9V2A普通快充,标配的数据线也是和之前一样的5A数据线。如果用在Mate 20/Mate 20X、P20,Mate 10或其他旧型号手机上,可以按照22.5W标准输出。华为Mate 20 Pro手机也能够完美向下兼容华为各种快速充电器,包括5V4.5A,9V2A及PD协议。
除了40W快充以外,华为Mate 20 Pro 这次还配备了业界领先的15W无线快充,得益于高效电路,整体充电效率得到不小提升,相比iPhone XS Max的无线充电速度快50%,这点非常的难得。一般情况下无线充都怕发热限流,而华为Mate 20 Pro 巧妙的采用了电荷泵降压电路,充电线圈整流滤波之后不经过DC/DC电压转换直接经过电荷泵给电池充电,减少了中间环节提高了充电效率,可以用更大的功率给电池充电。
同时值得推崇的是,华为还为Mate 20 Pro设计了全球首创的无线反向充电技术,不需要接线,打开反向充电开关,就能为支持无线充电的主流设备进行充电,这绝对是手机充电技术的一大创新。
在华为看来,目前他们在Mate 20系列上所采用的的40W有线+15W无线的快速充电技术,是对目前电池容量、用户需求以及充电安全性等多方面考量之后得到的最佳标准,也最大限度的照顾了实际的使用体验,可以说是目前智能手机最为出色的整体解决方案。
