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回形针事务所 008 - 为什么你的手机充电这么慢?

我是张每羊,这里是回形针事务所,今天的客户是 OPPO ,提到这个品牌,你肯定会想起 “充电 5 分钟,通话 2 小时”。

而经过五年的时间,OPPO 在今年 10 月 10 日发布的新手机 Reno Ace 又把这句广告升级成了 “充电 5 分钟,开黑 2 小时”,在业界最快的闪充技术加持下,手机里这块 4000mAh 的大电池只用 30 分钟就能完全充满。

OPPO 是如何实现这么快的充电速度的?想让手机快点充电到底有多难?

在手机充电器上,你可以看到输出的电压和电流。在 2013 年之前,几乎所有手机充电器都是 5V/1A ,它们的乘积就是功率,只有 5W 。

功率低是手机充电慢的直接原因,比如最新的 iPhone 11 ,标配还是 5V/1A 的充电器,需要三四个小时才能充满里面这块 3110 mAh 的电池。

当然,提高电压或电流就能增大功率,加快充电速度,这就形成了手机快充的两大流派:高电压小电流和低电压大电流。

作为前者的代表,高通在 2013 年提出了 QC 1.0 方案,将电流提升至 1.8A ,功率达到 9W 。但当时的手机普遍采用 Micro-B 的 USB 接口,最大只允许通过 2A 电流,要想再增大功率只能提高电压。

2015 年,高通的 QC 2.0 把电压从 5V 提升至 9V ,功率最高可达 18W ,这样虽然加快了充电速度,却带来了发热问题。

因为手机电池通常只能承受 5V 电压,手机内必须加装降压芯片将充电器 9V 的电压转为 5V 再给电池充电。然而传统的降压芯片,转换效率只能达到 89% 左右,也就是说,18W 快充在降压芯片上会有约 1.96W 的功率变成热量。

手机在充电时,表面温度可达 40 ℃以上,如果边快充边玩游戏很可能直接把手机变成手榴弹。像三星这种在电池问题上栽过跟头的厂商一度只允许在熄屏时激活 QC 2.0 快充。

正因为这种发热问题,当时的 OPPO 选择了低电压大电流的路径。

OPPO 在 2014 年推出的 VOOC 闪充采用了 5V/4A ,共 20W 的充电方案。充电器将 220V 电压直接转换为 5V 输入手机,手机内部无需额外转换电压,从而降低了发热。

不过,OPPO 是如何把电流从 2A 提升到 4A 的呢?

首先是接口,Micro-B 接口上的 5 个针脚分别负责不同的功能,其中这两个针脚共同构成了充电回路,通常能承受的电流上限仅 2A 。而 OPPO 通过对接口的改造,增加了一对用于充电的针脚,能支持 4A 乃至更高的电流安全通过。

此外,充电器、线材、手机内部电路、电池等部件也做出了相应调整,最终实现了 5V/4A 的低电压大电流快充。在实际测试中,QC 2.0 充电时,手机温度上升了 11.7 度,而 VOOC 只上升了 3.3 度。

今天,除了 iPhone 用户仍有幸享受 5V/1A 的复古慢充外,各大手机厂商的充电功率都在一路飙升。而现在市面上充电功率最大的,就是 OPPO Reno Ace 上率先采用的 Super VOOC 2.0 ,10V/6.5A ,功率高达 65W 。

OPPO 是如何实现这种看起来既 “高电压” 又 “大电流” 的快充的?

电压方面,OPPO 在手机中串联了两块电池,让电池的电压上限翻倍,能直接接受 10V 的电压输入,且手机内又无需加装会导致发热问题的降压芯片。

这两块电池在生产时要求非常严格,容量、电阻等指标必须高度统一,以保证长时间充放电后性能稳定。

然而,电池串联会增加整体电路的电阻,导致电量损耗和发热,所以 OPPO 还在串联双电芯的情况下首次实现了极耳中置,相比传统的极耳左右放置,可以有效降低电池内部电阻,输入更大的电流。

而在电流方面,今天安卓手机普遍使用的 Type-C 接口,电流上限是 5A ,但 OPPO 同样通过对充电部件的材质升级和电路优化,实现了 6.5A 的大电流。

当然,手机快充,除了快,安全也同样重要。

OPPO 在充电设备和手机内设计的监测系统及算法会根据手机状态时刻平衡速度、发热和安全性。熄屏快充时,Super VOOC 2.0 充电全程不会让手机超过 39℃ ,温度控制甚至优于其他功率更低的快充。

而且,你也完全不必担心这种高功率快充会折损电池寿命。OPPO Reno Ace 在完成 800 次快充、放电测试后,电池容量不低于额定容量的 80% ,远高于国家标准,一天一充正常能用两年以上。

不仅如此,Super VOOC 2.0 还通过手机内部的定制升降压芯片向下兼容了18W QC、PD 这些主流快充协议,就算身边只有普通的适配器也能快速充电。

而除了充电快,OPPO Reno Ace 在性能上也同样快人一步,搭载了最新的骁龙 855Plus 处理器,以及 90Hz 刷新率的电竞屏。

尤其在 Super VOOC 2.0 的加持下,真正做到 “充电 5 分钟,开黑 2 小时,或者通话 6 小时”,你甚至可以边充电边玩游戏同时跟自己的女朋友男朋友煲电话粥。

这样一来就只剩下一个问题,OPPO Reno Ace 充电 5 分钟,可以同时开黑通话几小时呢?