QC與PD誰是終結(jié)者
近兩年，智能手機(jī)技術(shù)發(fā)展陷入停滯，快速充電似乎成為了行業(yè)的一塊遮羞布。一時(shí)間群雄并起，高通，oppo，mtk，華為都相繼推出了自己的快速充電技術(shù)，各自揮旗吶喊，不亦樂乎。而今年，Type-C接口及USB PD通信協(xié)議，又為這場(chǎng)混戰(zhàn)提供了一個(gè)新的戰(zhàn)場(chǎng)，于是讓很多業(yè)者看著頭暈，怎一個(gè)亂字了得。
在對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行抽絲剝繭之前，我們先來回歸到充電本身。目前來說，充電技術(shù)考慮的問題主要有以下三個(gè)方面：
第一、 電池的接受能力。
第二、 適配器的功率提供能力。
第三、 手機(jī)的充電管理及散熱能力。
第一點(diǎn)，充電這個(gè)事情，說的通俗一點(diǎn)，就是喂飽電池。那首先得考慮一下電池的感受。以目前市面上比較流行的iphonex plus，華為P9，樂2，小米note為例，電池容量都不超過3000mAH。按照4.35V作為最高電壓，1.5C充電來看，最大可能接受的充電功率約為20W，當(dāng)然，這是極限情況。除了功率接收能力，還要涉及到電流接受能力。在1.5C充電時(shí)，3000mAH的電池充電電流將達(dá)到4.5A，因此，電池觸點(diǎn)和電芯內(nèi)部的電流傳輸結(jié)構(gòu)都要進(jìn)行必要的優(yōu)化。
第二點(diǎn)，在不考慮接口承受能力的情況下，20W功率對(duì)適配器來說是輕而易舉。但是傳統(tǒng)的Micro USB接口，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面最大電流承載能力是2A，最高電壓是5.25V。僅僅有10.5W，無法達(dá)到20W的要求。怎么解決這個(gè)問題呢？顯然有兩種解決方案，增大電流，或者提升電壓。如果不改動(dòng)物理接口，增大電流是不可能的選項(xiàng)，所以，提升電壓，是Micro USB時(shí)代的唯一選項(xiàng)，這就是高通QC快速充電方法的由來。所以，我們可以看到，1.5A是QC標(biāo)準(zhǔn)比較推薦的電流，因?yàn)?A是Micro USB的極限，業(yè)界的普遍共識(shí)是，不要把器件用到極限值，而是要預(yù)留余量。 在這方面，OPPO與高通走了相反的道路，他們給Micro USB在物理上打了補(bǔ)丁，增加了額外的接觸針，專門用來傳輸大電流。最大充電電流達(dá)到了4.5A，但是電壓維持在5V不變。同樣達(dá)到了超過20W的功率傳輸。而Type-C接口的出現(xiàn)，讓這個(gè)問題不再存在，因?yàn)門YPE-C口最高支持5A輸入電流，完全能夠滿足現(xiàn)有手機(jī)電池的快速充電需求。
第三點(diǎn)，手機(jī)的充電管理及散熱能力。充電管理，必然涉及到電壓變換，恒流控制等環(huán)節(jié)，帶來充電效率的下降和散熱問題。因此，理論上最佳的充電設(shè)計(jì)方案是，手機(jī)內(nèi)部不做充電管理，完全交給外部適配器去控制。在這一點(diǎn)上，QC是比較吃虧的，因?yàn)楦唠妷旱碗娏鬏斎?，必然?dǎo)致手機(jī)內(nèi)部要進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，變?yōu)榈碗妷汉痛箅娏?。這會(huì)帶來手機(jī)散熱上的大問題。所以，從技術(shù)的角度來看，QC的歷史局限性，已經(jīng)凸顯。更為嚴(yán)重的問題是，TYPE-C接口和USB PD中都嚴(yán)禁采用除USB PD以外的方式來調(diào)整充電電壓。高通為此做出了很大的努力去說服USB-IF組織，試圖在TYPE-C接口中，讓QC和PD同時(shí)存在。但是，很可惜，被無情的拒絕了，最新的TYPE-C 1.2和USB PD3.0維持了關(guān)于這一特性的描述。因此，QC不論在技術(shù)上還是在理論上，都將面臨著被淘汰的危險(xiǎn)。當(dāng)然，高通自身是很清楚這一趨勢(shì)的。因此，已經(jīng)在最新的處理器內(nèi)核中，集成了USB PD的協(xié)商功能。
綜合以上，已經(jīng)基本上說明了，PD會(huì)是QC的終結(jié)者，快速充電標(biāo)準(zhǔn)的最終決戰(zhàn)，一定會(huì)在PD的戰(zhàn)場(chǎng)上打響。而MTK則最先攻占山頭，率先推出了基于PD的快速充電標(biāo)準(zhǔn)，試圖挽回在第一回合的競(jìng)爭(zhēng)中，被高通QC所壓制的頹勢(shì)。大陸這邊，華為已經(jīng)在磨刀霍霍。即將推出自己的基于USB PD的快速充電標(biāo)準(zhǔn)。就在新的大戰(zhàn)即將拉開序幕之時(shí)，卻又另外一個(gè)震撼人心的消息，QC等大多數(shù)快速充電技術(shù)，都已經(jīng)被國內(nèi)一家公司在2012年申請(qǐng)的一篇專利所公開和覆蓋了，而這份專利，已經(jīng)在本月獲得授權(quán)。讓我們來看看這份專利的技術(shù)含量：
從圖中我們可以看到，這篇專利獲得受理的日期是2012年1月，專利題目是《一種自適應(yīng)供電方法和配電器》，實(shí)際上，快速充電的一個(gè)核心思想，就是要根據(jù)電池充電過程中的伏安特性變化情況，來自適應(yīng)的提供充電端的供電。因此，大多數(shù)的快速充電技術(shù)，特別是把充電管理的部分功能放在適配器端的快速充電技術(shù)都很可能被這一專利所覆蓋。該專利已經(jīng)被應(yīng)用到LDR6021，LDR6023等芯片產(chǎn)品上。
在讓我們來看看這篇專利的摘要，其專利申請(qǐng)的目的，是要消滅適配器，保護(hù)環(huán)境，消除用電安全隱患。這跟目前的TYPE-C和USB PD技術(shù)在電能傳輸方面的特性不是不謀而合嗎？
這個(gè)權(quán)利要求1，說的不就是QC嗎？
（ 專利說明書附圖 ）
原來，PD和QC的適配器，在2012年的時(shí)候，就已經(jīng)被設(shè)計(jì)出來了。這篇專利授權(quán)通知已下，預(yù)計(jì)在兩個(gè)月內(nèi)取得證書。同時(shí)，此公司在該領(lǐng)域還有另外一項(xiàng)專利也在今年的3月份獲得了受理通知：
關(guān)于這篇專利所公布的，基于USB PD通用協(xié)議，無需使用VDM的快速充電方式小編將另行撰文敘述，期待大家繼續(xù)關(guān)注。
C型特攻隊(duì)，是專門研究USB TYPE-C接口以及USB PD協(xié)議的技術(shù)研究小組，后續(xù)將陸續(xù)推出 《從USB PD2.0到USB PD3.0》，《無VMD的通用USB PD自適應(yīng)電壓適配技術(shù)》等行業(yè)相關(guān)論文，歡迎關(guān)注。
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