2020 年 12 月 28 日,在小米 11 的發(fā)布會上,雷軍宣布響應蘋果的環(huán)保號召,小米 11 的包裝內不再附帶充電器。
當然,作為第一個吃螃蟹的安卓廠家,小米對此還是非常謹慎的,準備了非常好的方案:手機和充電器單獨包裝,但捆綁起來作為套裝銷售,跟不含充電器的普通版一個價。雖說絕大多數(shù)理性的消費者必然是會選擇套裝版,但小米此舉的市場教育意義是巨大的。這其中暗含了兩點:第一,以后的小米手機都不再附帶充電器了,并且我們很厚道,手機的定價里面也會減去充電器的成本,所以消費者是不虧的。
第二,小米的快充技術很牛逼,使用的是高端的氮化鎵充電器,功率高達 55 瓦,價格僅為 99 元,非常良心,以后要買手機可以搭配此充電器。
這波操作下來,估計很多人都接受了后續(xù)的小米手機默認不帶充電器的現(xiàn)狀,并且會有越來越多的手機廠家跟進,從而成為整個行業(yè)的默認規(guī)則。
既然手機廠家不再附帶所謂“原裝”充電器,也就給我們一個擺脫家里不同規(guī)格充電器泛濫的機會,用一個性能強悍,適用性廣,可全家共享的萬能充電器取而代之。
那么,該如何選購充電器呢?下來蜉蝣君將會詳細介紹。
一、手機充電的原理首先我們來看看手機電池充電的原理?,F(xiàn)在的手機一般都采用鋰離子聚合物電池,內含正極和負極,正極是鋰化合物,負極主要采用石墨材料,均浸泡在電解液當中。無論是放電還是充電,其實都是鋰離子在電池的正極與負極之間移動、從而實現(xiàn)電能和化學能相互轉換的過程。充電時,由于電場的作用,鋰離子從正極移動到負極,把輸入的電能存儲為化學能。放電時,鋰離子在化學反應的作用下從負極又移動到正極,釋放出電能來形成電流給手機供電。
隨著大屏智能手機和 5G 的普及,手機的耗電量劇增,電池的容量越來越大,如果只是僅僅滿足于充電頭插上就能用的話,可能充電速度讓人抓狂,甚至邊玩邊充電的時侯充得還沒用得快。因此,快速充電成了剛需。
電池充電的速度,實際上就是把電能轉化為化學能的速度??梢韵胂蟮氖牵瑔挝粫r間輸入的電能越多,手機的充電速度也就越快。這個表征單位時間傳輸?shù)碾娔艿膯挝痪褪恰腹β省?,一般使用字?P 來表示。而功率又等于電壓(用字母 U 表示)電流強度(后續(xù)簡稱電流,用字母 I 表示)的乘積:P=UI。由此可以得出,要提升充電功率,要么提升電壓,要么提升電流,如果兩者都能靈活地調節(jié)兩者達到最優(yōu)更好。
上圖就是兩種快速充電技術的圖解。我們把充電器比喻為高水位的水池 A,電池則為低水位的水池 B。如果要把水從 A 引到 B,有兩種方式:第一種就是通過增大水管的直徑,讓單位時間里有更多的水流過去;第二種就是通過增大水壓差來加快流速,同樣能讓單位時間的水流量增加。
第一種方式就是手機電池快充技術的「低電壓大電流」方案,而第二種方式則是「高電壓小電流」方案。
「高電壓小電流」方案在充電時,到了手機端,由于電池不能直接接受過高的電壓,因此就需要在內部進行降電壓升電流之后才能送給電池,而轉換是有損耗的,這就導致了手機發(fā)熱。但這個方案也是有好處的,那就是對充電頭和充電線的要求不高,兼容性好。
「低電壓大電流」方案則與此相反,直接在充電頭上完成了電源到電池可接受的最終電壓的轉換,這樣手機不用再處理就可以直接給電池充電,并且手機的發(fā)熱量很低。但這個方案也是有缺點的,那就是對充電頭的要求高發(fā)熱量大,充電線要能經(jīng)受大電流也需要定制,兼容性差。要能實現(xiàn)快充,充電器和手機之間要遵守相同的技術規(guī)范來相互通信,從而協(xié)商使用的充電電流和電壓才能正常工作。這樣的技術規(guī)范就叫做「快充協(xié)議」。
目前市場上各手機廠家使用的快充協(xié)議琳瑯滿目,但大都是在上述兩個方案的實現(xiàn)細節(jié)上做文章,還都會給自己的協(xié)議起上各式各樣的炫酷名字。一般來說,這些不同手機廠家私有協(xié)議之間互不兼容,A 廠家快充頭用在了 B 廠家的手機上,很可能就只能慢充。鑒于此混亂的局面,谷歌一直在呼吁業(yè)界默認支持公有的快充協(xié)議,讓各家充電頭通用,從而一頭走天下。
目前階段,如果我們想要購買的充電頭適用的不同廠家的手機的話,就需要仔細選擇,除了充電能達到的功率之外,還要充分考慮支持的充電協(xié)議的多少。
下面我們接著說快充協(xié)議相關的問題。
二、通用快充協(xié)議及蘋果的匹配目前幾乎所有的手機都采用 USB 線纜作為數(shù)據(jù)線,同時也可以用來充電。自然,USB 協(xié)議的官方組織制定了基于 USB 接口的快充協(xié)議,稱作 USB Power Delivery,我們一般簡稱做 USB PD 協(xié)議,目前已經(jīng)發(fā)展到了 3.0 版本,也稱作 PD3.0。
PD3.0 可支持 5V,9V,15V 以及 20V 這 4 個電壓檔位,電流則可以根據(jù)目標功率來靈活調整。其中 5V,9V,15V 對應的電流最大為 3A,在 20V 電壓下最多可支持 5A 的電流。也就是說,USB PD3.0 可以支持最大 100W 的充電功率。
之后,USB-IF 又對 PD3.0 進行了增強,加入了一個稱之為可編程電源(Programable Power Supply,簡稱 PPS)的功能,允許電壓在 3V 到 21V 的范圍內以 0.02V 的步長進行微調,可以說功能已經(jīng)很強大了。并且,新版的 USB PD3.0 不允許 USB 接口通過非 USB PD 的協(xié)議來進行電壓調整。同時,谷歌同樣在最新的 Android 7.0 OEM 規(guī)范中強調:快充技術必須支持 USB PD。也就是說,目前 USB PD3.0 是最通用的快充協(xié)議,其他廠家的快充協(xié)議,都可以在兼容 USB PD 的基礎之上進行自身的優(yōu)化。
因此,購買通用性強的充電頭的時候,一定要確認支持 USB PD3.0 或者 PPS 協(xié)議!眾所周知,蘋果手機目前已不再默認提供充電頭,買官方原裝充電頭當然沒有問題,但是貴啊。如果要省錢買其它充電頭,該怎么選擇呢?或者說,我有一個其他手機的充電頭,能用來給蘋果手機快充嗎?蘋果手機從 iPhone 8 開始全面支持 USB PD 快充協(xié)議,而且沒有自己的私有協(xié)議,因此,市場上支持 PD 快充的充電頭,都可以用來給 iPhone 來快速充電。
從上圖可以看出,iPhone 8 Plus 到 iPhone 11 雖然支持 18W 的 USB PD 快充,但隨機帶的 5V1A 充電器卻不堪大用,要快充就必須更換,而 iPhone 12 系列不標配充電器,因此也必須購買或者使用已有的其他支持 PD 協(xié)議的充電器。另外,USB?PD3.0 快充協(xié)議對于充電線是有要求的,那就是充電頭必須使用 USB?type-C(又稱 USB-C)接口,因此 iPhone 8 Plus 到 iPhone 11 標配的 USB-A to?Lightning 數(shù)據(jù)線必須更換為全新的 USB-C to?Lightning 才行。USB-A,USB-C 以及蘋果的 Lightning 接口的形態(tài)是完全不同的,很容易區(qū)分,如下圖所示。
USB-A to Lightning 數(shù)據(jù)線和 USB-C to Lightning 如下圖所示。切記只有 USB-C to Lightning 這種充電線才支持 PD 快充。
想要省錢的朋友可能會想一個問題:iPad 的上的充電器能給 iPhone 用嗎?
從下圖可以看出,目前市面上所有的 iPad 都支持 PD 快充,大部分標配的充電器也都是支持 PD 快充的!并且,iPad 充電器支持的快充功率普遍較高,這是完全沒有問題的,手機和充電器之間會自動協(xié)商合適的充電功率,不用擔心兼容性問題。
所以,有 iPad 的同學可以使用 iPad 充電器給 iPhone 進行快充,不需要重復購買。從這一點上來說,蘋果宣稱新手機不附帶充電器有利于環(huán)保,也算是所言非虛。
值得一提的是,目前大多數(shù)的筆記本電腦也都是支持 USB PD 協(xié)議供電的,只要輸出功率大于 65W,就可以滿足絕大部分筆記本電腦的需求,到了 100 瓦的級別,就可以給顯示器供電了。
三、安卓手機的快充協(xié)議及充電頭的選購對于安卓手機來說,品牌和型號眾多,不同品牌支持的快充協(xié)議各有不同。但是高通芯片的采用是非常普遍的,因此對高通快充協(xié)議的支持也比較廣泛。高通的快充協(xié)議稱作 Quick Charge,簡稱 QC,目前已經(jīng)發(fā)展到了第五代(稱作 QC5),但市面上大多數(shù)的手機和充電器支持的還是第三代(稱作 QC3)。高通從 QC4 開始兼容 USB PD 協(xié)議,但 QC4 卻不兼容前面的幾代 QC 協(xié)議。因此高通又在上面打了個補丁,在兼容 USB PD 協(xié)議的同時也兼容自己的前幾代 QC 協(xié)議,這就是 QC4+。
在購買充電器的時候可以留意上面是否有類似上圖這樣的 Logo,如果有的話就表示該充電器支持高通 QC 快充協(xié)議,Logo 的右上角還標注了協(xié)議的版本。如果版本在 4 以上,則必然是和 USB PD 快充協(xié)議兼容的。
為了消除大家的疑惑,高通也非常貼心地在其官網(wǎng)上放了下面這張圖(蜉蝣君進行了小幅調整),非常清晰地表達了不同 QC 協(xié)議版本的充電器和手機之間的配合情況,以及對 USB PD 快充的兼容情況。
可以看出,對于支持 USB PD 協(xié)議的設備(含 iPhone8 及以上),高通 QC4 以上的協(xié)議都可以完美兼容。
因此,買充電器,選擇支持 USB PD 和 QC4+以上協(xié)議的,就可以完美支持蘋果手機,大概率支持多數(shù)高通芯片的手機。
除了高通之外,另外一家芯片廠家——聯(lián)發(fā)科,也推出過自己的快充協(xié)議:Pump Express,簡稱為 PE。
早期的 PE 協(xié)議為典型的高電壓、低電流方案,從 PE 3/4 開始逐漸變?yōu)榈碗妷褐背?,是最早推出低壓直充方案的快充協(xié)議之一。聯(lián)發(fā)科早期在索尼、魅族等品牌機型中有過廣泛使用。魅族更是一直到 16S 都只支持基于 PE 協(xié)議改進而來的 mCharge 私有快充協(xié)議。不過總體而言,使用這一快充協(xié)議的設備已經(jīng)越來越少了。下面我們開始細說各安卓手機品牌的具體情況。
從「充電五分鐘,通話兩小時」到「充電五分鐘開黑兩小時」,OPPO 對快充技術的研發(fā)非常早,其特有的低電壓大電流快充協(xié)議 VOOC 并一度引領了技術潮流。目前來說,OPPO 的 VOOC 和 SuperVOOC 都是不兼容 USB PD 協(xié)議的。雖然網(wǎng)上有信息說 OPPO 要兼容 PD,但由于 VOOC 協(xié)議需要采用專用的充電器和數(shù)據(jù)線,因此購買 OPPO 手機建議使用原裝充電器來達到最佳快充效果。一加手機也屬于 OPPO 系,支持自身的 DASH,WARP 等快充協(xié)議,有些也支持 PD,不過由于私有協(xié)議的充電效果好且第三方充電器無法支持,因此購買一加手機也建議使用原裝充電器。
vivo 手機(含 iQOO)采用的私有協(xié)議叫 FlashCharge 和 SuperFlashCharge,一般的第三方充電器也都不支持,因此使用 vivo 手機也建議搭配原裝充電器。華為手機采用的快充協(xié)議有 FCP(Fast Charge Protocol)和 SCP(Super Charge Protocol)這兩種,分別為高電壓低電流方案和低電壓大電流方案。和其它廠家的私有快充協(xié)議相比,華為的 FCP 和 SCP 快充均有第三方充電器可供選擇,這得益于充電協(xié)議的公開以及華為配件的授權認證?。三星早期的手機支持自家的 AFC(Adaptive Fast Charge)快充協(xié)議,后續(xù)進過了一切曲折及混亂,最終擁抱了 USB PD(PSS)快充。小米手機一般都支持高通的 QC 快充協(xié)議,也會對標準協(xié)議進行魔改來支持超大的充電功率。比如小米 10 至尊版就標配了 120W 的充電器,雖說要達到 120W 只能采用私有協(xié)議,但還是兼容 QC4+,以及 USB PD 的,可以說通用性是比較強的。
從上面各廠家的現(xiàn)狀可以看出,安卓手機采用的快充協(xié)議五花八門,目前還不斷地大秀肌肉,進行「百瓦競賽」,把充電功率往 120W 甚至更高推進。
目前我們能做的,就是在購買第三方充電器的時候,就是要擦亮眼睛,仔細看說明,并把握幾個原則:1、只有 USB-C 的接口才能支持 USB PD 快充或者高通 QC4+,滿足盡量多的通用性,并且需要兩個及以上的 USB-C 接口來滿足多個手機或者同時充電的需求。2、如果要給筆記本電腦供電的話,單個 USB-C 接口的輸出功率要盡量大于 65W,能到 100W 最好。
3、要有 USB-A 口主要用來提供對老舊手機,以及多個廠家私有協(xié)議的兼容性。要看清支持的協(xié)議,越多越好。
4、盡量配上支持 5A 電流的帶 USB-C 接口的充電線,這樣才能達到 100W 的峰值功率。
比如,上圖中的這款充電器,有三個接口輸出,兩個 USB-C 口均可支持 PPS,PD3.0,PD2.0 等不同的 USB PD 版本,并且 USB-A 口還兼容:高通的 QC3.0 和 QC2.0,華為的 SCP 和 FCP,三星的 AFC,蘋果早期的 2.4A 電流,USB 供電的早期版本,以及聯(lián)發(fā)科的 PE 協(xié)議。
并且還支持單口 100W 的功率輸出,三口總共 120W 的最大輸出,可以滿足多部手機同時充電,還能給筆記本電腦供電,工作生活兩不誤。
有了這樣的充電器,大概率就可以攜全家一頭走天下了。