如今,快速充電已成為手機(jī)的一大賣點(diǎn)。2016年國(guó)產(chǎn)手機(jī)銷量逆襲王OPPO借 “充電五分鐘,通話兩小時(shí)”讓VOOC閃充深入人心;兩大平臺(tái)商,高通的Quick Charge和MTK的 Pump Express也均在市場(chǎng)上有廣泛應(yīng)用。

不過(guò),各家快充標(biāo)準(zhǔn)彼此之間并不兼容,這給用戶帶來(lái)了一定的困擾。今年10月底 ,Google在Android 最新兼容性定義文件中表示,希望未來(lái)Android設(shè)備都能采用USB Type-C接口的Power Delivery充電標(biāo)準(zhǔn),并強(qiáng)烈建議不要支持修改 Vbus 預(yù)設(shè)電壓,或修改sink/source輸入電路的第三方充電技術(shù)。隨后,高通緊接著宣布升級(jí)QC到4.0版本,其中很重要的一點(diǎn)就是對(duì)USB Type-C和USB PD的兼容。高通稱,對(duì)QC 4.0適配器的功能進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,幫助確保單個(gè)配件支持多種充電實(shí)現(xiàn)和移動(dòng)設(shè)備。

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谷歌和高通相繼發(fā)聲發(fā)力,讓這場(chǎng)快充標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)進(jìn)一步升級(jí)。這對(duì)快充技術(shù)及USB Type-C接口市場(chǎng)發(fā)展有何影響?手機(jī)終端廠商又如何看待快充兼容問(wèn)題?有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)稱,新一代USB Type-C市場(chǎng)總規(guī)模將超過(guò)千億元,國(guó)內(nèi)配件廠商該如何把握?快充技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)何時(shí)正式推出?

2016年深圳高交會(huì)期間,在工信部電信研究院泰爾終端實(shí)驗(yàn)室舉辦的一場(chǎng)探討“終端接口與快充技術(shù)協(xié)同發(fā)展”的技術(shù)論壇上,來(lái)自終端、芯片以及快充國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定組的相關(guān)代表進(jìn)行了解析介紹。

手機(jī)廠商:傾向于基于規(guī)范做,但我們需要?jiǎng)?chuàng)新空間

作為首家在手機(jī)上配備Type-C接口的廠商,樂(lè)視發(fā)表了自己對(duì)Type-C快充的看法,其相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:

首先,4000mAh電池已成為主流配置,且越是中低端的手機(jī)對(duì)電池容量的需求會(huì)越高。電池容量的上升同步帶來(lái)對(duì)充電時(shí)間的要求。目前2A充電已經(jīng)成為最低需求,大多數(shù)企業(yè)主要在實(shí)現(xiàn)3A及以上充電。實(shí)際上,充電電流從3A到5A甚至8A、10A,終端廠商對(duì)充電的需求是永無(wú)止境的。

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Type-C接口連接器定義的最大通流為5A,并保留10A的通流定義,滿足快充要求,這也是終端廠商所看中的。與此同時(shí),集合了充電、數(shù)據(jù)和音視頻接口功能的Type-C非常強(qiáng)大,該生態(tài)圈的建立將形成一個(gè)接口打遍天下的局面。但目前的問(wèn)題是,增加了手機(jī)及配件的成本,同時(shí)某些接口功能定義沒(méi)有完全規(guī)范化,整條產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有完全搭建起來(lái)。

要實(shí)現(xiàn)快充的普及,充電器的通用型是急需解決的問(wèn)題。實(shí)際上,終端更傾向于基于規(guī)范做出適配性產(chǎn)品。然而目前USB PD 協(xié)議還沒(méi)完全定型,早前的PD 2.0協(xié)議并不能滿足中國(guó)市場(chǎng)對(duì)快充的需求(現(xiàn)在已經(jīng)推出 USB PD 3.0)。在這方面,中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) (CCSA)已經(jīng)建立渠道讓企業(yè)與USB-IF進(jìn)行直接的技術(shù)溝通,效果也非常顯著。

樂(lè)視相關(guān)人士也表示,在PD規(guī)范成熟之后,作為終端廠商,還是希望能夠在接口上能夠進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新。CCSA如何在幫助企業(yè)保證創(chuàng)新的同時(shí)又使得Type-C快充規(guī)范化?比如,企業(yè)所推出的快充產(chǎn)品,能否通過(guò)拿到權(quán)威機(jī)構(gòu)的第三方認(rèn)證,實(shí)現(xiàn)兼容互通?

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對(duì)于Google可能的強(qiáng)勢(shì)做法,市場(chǎng)普遍認(rèn)為一方面有利于設(shè)備安全性和規(guī)范性,另一方面來(lái)講卻在限制行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)以及企業(yè)創(chuàng)新。有業(yè)內(nèi)人士直言,Google試圖想主導(dǎo)Type-C生態(tài)圈,而倘若Google進(jìn)一步限制不符合其標(biāo)準(zhǔn)的快速充電技術(shù),使得QC、PE等第三方標(biāo)準(zhǔn)不再適用。這將導(dǎo)致15W(Type-C即支持3A/5V,不需要跑PD協(xié)議,也不需要增加E-MARK芯片,如上圖所示)以上快充成本的增加,如何實(shí)現(xiàn)基于Type-C的低成本快充是下一步需要考慮的問(wèn)題。

手機(jī)快充標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代能否終結(jié)?

除了芯片開(kāi)發(fā)商高通的QC以及聯(lián)發(fā)科的PE之外,不少手機(jī)廠商也有自家的標(biāo)準(zhǔn),比如OPPO的VOOC閃充、華為SCP、一加的Dash charge等等。每家的標(biāo)準(zhǔn)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

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比如,VOOC采用低壓直沖。特點(diǎn)是充電速度快,充電器直連電池,整體硬件設(shè)計(jì)拋去了大量升降壓設(shè)計(jì),故而線路損耗小,發(fā)熱小,效率高。屬于雙向數(shù)字通信,在終端和充電器都有控制芯片。因?yàn)槿坎捎锰刂频某潆娖?、?shù)據(jù)線和電池,導(dǎo)致相較于高壓從電模式,成本問(wèn)題比較突出。另外,使用者少,與其他同類產(chǎn)品的通用性也幾乎為零。

而高通QC采用高壓充電,在終端側(cè)需要有電壓轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì),這就有功率損耗,并且會(huì)導(dǎo)致終端側(cè)發(fā)熱,效率也相對(duì)處于中等水平。優(yōu)點(diǎn)則是成本低,有廣泛的生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)報(bào)道,高通QC4.0充電效率提升最高達(dá)30%,并可提供高達(dá)28W的充電功率。

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華為的SCP推出相對(duì)較晚。據(jù)泰爾終端實(shí)驗(yàn)室劉偉介紹,推出時(shí)間晚一些的好處就是能實(shí)現(xiàn)彎道超車,華為SCP兼顧兩種快充模式,即支持高壓充電,又能支持大電流充電。缺點(diǎn)即成本較高,使用者少。

除此之外,劉偉還介紹稱,USB-IF的PD協(xié)議本身并不是為快充應(yīng)用而產(chǎn)生的,起初是用于供電,但功能形式上能應(yīng)用于快充,因此也逐漸加入到快充應(yīng)用領(lǐng)域。

多家快充標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)不可避免的出現(xiàn)了兼容性問(wèn)題,不同方案不能兼容,而使用同一方案的不同終端廠家之間也不一定能兼容。劉偉表示,從節(jié)約社會(huì)成本的角度,多種協(xié)議并存不利于行業(yè)發(fā)展,最佳方案就是:確定唯一的方案,一個(gè)安全性更好,充分考慮高電壓和大電流兩種方式,開(kāi)放并智能的實(shí)現(xiàn)協(xié)議升級(jí),且具有一定擴(kuò)展性的最佳方案。目前,泰爾終端實(shí)驗(yàn)室的下一步工作就是尋找最合適的接口形式,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)這一最佳方案。

快充技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要來(lái)了!

適配器-終端統(tǒng)一接口系統(tǒng)部分有望明年完成

在此次論壇上,標(biāo)準(zhǔn)起草人之一泰爾終端實(shí)驗(yàn)室徐春瑩也透露,快速充電技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)處于送審稿狀態(tài)。

據(jù)悉,該標(biāo)準(zhǔn)全名為《移動(dòng)通信終端快速充電技術(shù)要求和測(cè)試方法》,由中國(guó)信息通信研究院負(fù)責(zé)起草,包括國(guó)內(nèi)外芯片廠商、終端廠商、電源、電池和線纜廠商均有參與討論。從2014年6月在CCSA申請(qǐng)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng),經(jīng)過(guò)了多次意見(jiàn)征求和討論。

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目前,針對(duì)適配器-終端采用USB A-USB Micro B/USB A - USB C接口的系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)、試驗(yàn)方法與協(xié)議組成已經(jīng)基本完成。而針對(duì)適配器-終端采用統(tǒng)一接口的系統(tǒng)的部分,其相關(guān)編寫(xiě)工作正在開(kāi)展,有望在明年上半年完成。

該快充標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中,界定了快充的定義,即30分鐘進(jìn)入電池平均電流≥3A或總充電電量大于電池額定容量的60%的充電方式,且需要具有協(xié)議通信。

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該快充標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中,還以不同的技術(shù)指標(biāo)要求,對(duì)快充適配器進(jìn)行了能力要求分級(jí),類似于家電類產(chǎn)品的能效分級(jí)。此外,對(duì)充電器、線纜、終端、電池的電氣特性和可靠性等進(jìn)行了規(guī)定。對(duì)今后規(guī)范快充市場(chǎng)有極大的指導(dǎo)意義。

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徐春瑩還提到,今年7月和8月,項(xiàng)目組與蘋(píng)果和華為舉行了兩次三方會(huì)議,就標(biāo)準(zhǔn)中快充協(xié)議的細(xì)節(jié)進(jìn)行探討。目前入選協(xié)議包括:FA快充協(xié)議、FB快充協(xié)議、FC快充協(xié)議、FD快充協(xié)議和FE快充協(xié)議五種。

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手機(jī)適配器未來(lái)發(fā)展:兩個(gè)方向

我國(guó)是手機(jī)配件的重要生產(chǎn)國(guó),市場(chǎng)規(guī)模及市場(chǎng)份額逐年遞增。手機(jī)適配器作為快充應(yīng)用中重要的一端,未來(lái)發(fā)展方向當(dāng)然值得探討。

來(lái)自安森美半導(dǎo)體的FAE工程師指出,適配器未來(lái)會(huì)向?yàn)閮蓚€(gè)極端走,一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)低成本的15W,而大于25W的傾向于采用PD協(xié)議。前面提到的FA/FB/FC/FD協(xié)議都是高電壓快充,平均輸出功率在25W以內(nèi),未來(lái)會(huì)轉(zhuǎn)移到更低成本方案;FE協(xié)議屬于大電流快充,平均輸出功率在25W-35W,未來(lái)會(huì)趨向于電流電壓同時(shí)提高,這一方向,比較成熟的方案就是PD協(xié)議了。

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目前的手機(jī)鋰電池容量已經(jīng)到了3000 mAh - 4000mAh,充電倍率則從以前的0.8C發(fā)展到快充1.2C以上。據(jù)該工程師介紹,充電倍率大概在2-2.5C的快充產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn), 而3C以上的樣品也已經(jīng)出來(lái)了。不過(guò),3C以上充電倍率的產(chǎn)品,成本較高,特別是8A的方案會(huì)有很多安全問(wèn)題需要克服。

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未來(lái)一兩年內(nèi),主流的快充將會(huì)是在27W左右。例如,5V@5A的方案,不需要跑PD協(xié)議,只需要Type-C接口+E-Mark cable即可。

為什么要強(qiáng)調(diào)PD?由于USB PD標(biāo)準(zhǔn)一直在改變,適配器產(chǎn)品必須要采用MCU方案來(lái)支持,這樣才可以通過(guò)線上線下更新軟件來(lái)升級(jí),但采用MCU,成本就很難降下去了。

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安森美FAE工程師補(bǔ)充道,所以PD是否可以廣為使用,取決于PD標(biāo)準(zhǔn)是否完全定下來(lái)。