手機快充技術一次看懂: QC、USB PD、 SuperCharge 、SuperVOOC 等4大主流技術解析

隨著使用者對於智慧型手機的依賴越來越深,近年來手機大多標榜著具備大電池、大電量來延長手機使用的續航力,有了高續航力的電池之後,下一步使用者就期待電池充電速度能更變得更快,這樣就不需要耗費兩三個小時等待電池充滿,急著要出門前也可以應用快充功能讓手機具備一定的電量。

 針對快速充電,目前各廠商發展出了不同的快充方式,例如高通就推出 QuickCharge 快充技術(簡稱QC)讓搭載高通處理器的手機可以採用 QC 快充技術,USB 聯盟也制定出 USB PD 快充規格,不只可應用在手機充電上,連大型的裝置如電腦、螢幕都可使用,華為則是開發了 SuperCharge 快充技術,針對搭載麒麟處理器的機種可以提供最高40W的充電規格,而很早就開始發展快充技術的 OPPO 去年也將其快充規格從 VOOC 閃充升級到 SuperVOOC 超級閃充,是目前市面上最快的手機快充技術,接下來的篇幅我們將就這四種主要的快充技術來進行更詳細的介紹。

快充大哉問!

Q1:什麼是快充?簡單的快充原理說明

現在的手機雖然電池越做越大,不過隨著螢幕加大、效能提升,耗電量也隨時提高,為了讓使用者能更長時間的使用手機,不少廠商發展出快速充電技術,讓使用者在短時間內就能恢復手機電力。想要提高充電速度,目前的做法分成三種:提高充電電壓、加大充電電流,或是同時提高電壓也加大電流。如果把電壓想像程水壓、電流想像成水流、電池想像成水庫的話,提高電壓大概可以類比成透過高水位差來增加水流流速,讓水更快的從大水庫流進小水庫,加大電流可以想效成加大水管,讓通過的水變多加速小水庫注滿,使用任一個方式或是兩個方式同時使用,就能達到快充的效果。

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Q2:只要是Type-C充電就是快充嗎?

由於現在的手機大多採用 Type-C 連接埠,因此有不少人納悶,是不是只要用 Type-C 連接線都可以幫手機快充呢?答案是不行的,不論是哪一種快充技術,都必須使用指定的充電器才能提供快充功能,且手機本身也得具備對應的快充技術,例如 Huawei SuperCharge 的45W快充就只有 Huawei Mate20 Pro 可用,如果用華為的40W充電器幫其他手機充電,僅會提供一般5V/2A或5V/1.5A充電。除了充電器有限制之外,充電線也大有學問,並不是所有 Type-C 線都能支援各家的快充功能,例如 OPPO 的 SuperVOOC 超級閃充一定要用原廠的充電線以及充電器才能提供快充功能,因此,如果要使用到完整的快充技術的話,最好使用原廠充電組合或是經過原廠認證的充電組合。

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Q3:快充安全嗎?會不會容易起火或爆炸?

由於快充技術主要是以提高電壓或是提高電流達成,因此有人會擔心快充會不會有危險,或是會不會減損電池壽命?針對這點,各家廠商都有為電池設計保護機制,多數的快充功能主要是縮短0%至50%的充電時間,50%之後會降低充電速度,90%之後會再降低一些,轉為所謂「涓滴充電」,藉由這樣充電速度的調整來保護電池。不僅如此,手機內建的充電IC、電池設計方式也都有保護機制,因此只要使用原廠充電器,並遵循安全的充電方式(例如不在高溫環境下充電),基本上安全性是有保障的。

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QuickCharge:高通推出的快充技術

作為目前智慧型手機處理器市佔率最高的品牌,高通很早就開始發展快速充電技術 QuickCharge(簡稱QC),大部分使用高通驍龍處理器的手機都能使用 QC 快充,甚至連三星推出的Exynos高階處理器也支援 QC 快充規格,也因此高通的 QC 快充是目前市面上最普及的快充規格了。目前高通的快充技術已經發展到 QC4+版本,透過三項技術來達到最快15分鐘充電50%的效果,這三項技術分別為雙通道充電、智慧散熱技術、進階安全設計,簡單來說就是利用在裝置上的兩個電源管理晶片將電流分成兩道,並且讓電流從比較低溫的通道來充電,這樣一來就能降低電池發熱來提升充電速度,QC4+也相容先前發表的 QC4.0、QC3.0、QC2.0快充技術,不隻手機可以使用,包含行動電源、車充等都可支援 QC 快充規格。

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USB PD:充電最高瓦數可達100W

由於過往不同裝置可能會採用不同的充電埠,對於使用者來說是種困擾,因此 USB-IF 協會就跳出來統一充電規格,而這充電規格就稱為 USB PD(USB Power Delivery),PD 充電規格一定得透過 Type-C 介面,裝置則沒有限定,包含相機、平板、筆電、螢幕等等都可以採用USB PD充電規格,使用支援PD規範的裝置充電時,最高瓦數可達100W(20Vx2A),充電中裝置和充電器之間會自動判斷該用多大的電流充電,例如 Sony Xperia XZ3可以達到18W快充,如果是使用不符合 PD 規範的充電裝置,就只能提供5V/0.5A的充電速率。另外,高通在 QC4.0之後就納入了 USB PD 規格,因此理論上支援 QC4.0快充的裝置也能支援 USB PD 快充。 

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VOOCOPPO推出的快充技術

除了前面可以應用在多品牌、多裝置上的快充技術之外,也有品牌開發了自家的快充技術,例如 OPPO 在2014年就推出了 VOOC 閃充、2018年推出商用化的 SuperVOOC 超級閃充,後者更是目前最快的手機充電技術。 

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什麼是SuperVOOC超級閃充?

這是由 OPPO 制定的充電規格,透過10V/5A高電壓、大電流的方式讓充電功率最高可達50W,充電10分鐘就可以得到40%的電量。之所以能達到這麼高的充電效率有許多因素,包含手機內部的電池得設計為雙電芯的配置,當10V的電壓輸入到手機時會以5V的電壓分別充到兩個電芯中,確保充電時手機能維持在安全電壓的同時,也減少了高電壓進入手機內部降壓的過程,還能減少發熱,提升充電轉換率。

另外,充電系統中也導入了 VCU 控制晶片和 VFC 演算法,控制晶片可以辨識使用者使用的充電線是否支援 SuperVOOC,並同時進行充電線阻抗監測,確保充電快且安全,快充演算法則是提升手機快充飽前的「涓流充電」效率,透過控制電壓和電流輸出來提升最後的充電功率,使得充滿最後10%電力的時間從一般的30分鐘縮短至10分鐘。

所有的OPPO手機都能使用超級閃充嗎?

為了要達到 SuperVOOC 的超級閃充效果,一定得要使用全套的 SuperVOOC 配件,包含支援 SuperVOOC 的手機(目前有 OPPO Find X、OPPO R17 Pro),支援 SuperVOOC 的充電線與充電器,只要其中任一環節非使用 SuperVOOC 配件就會降成5V/2A或5V/1.5A的一般充電速度。

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SuperCharge:華為獨家快充技術

不只 OPPO 發展了自家的充電技術,華為也開發了一套名為 SuperCharge 的快充技術來為旗下搭載 Kirin 處理器的裝置快充。 

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兩種快充規格

華為 SuperCharge 目前分為兩種規格,一是針對 HUAWEI Mate20 Pro 設計的40W SuperCharge,透過10V/4A的大電壓大電流20分鐘就能快充50%的電量,另外還有提供給高階手機例如 HUAWEI Mate 20X 或 HUAWEI Mate 20的22.5W SuperCharge,以5V/4.5A的低電壓大電流充電30分鐘大約能達到60%的電力。由於手機內具備智慧充電晶片,只要是搭配支援 SuperCharge 的充電器以及充電線材,手機就能智慧調整以最高效率的電壓和電流來充電,避免在手機內部降電壓造成的損耗,也能減少充電時的發熱情形。

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相容其他的快充規格

相較於 OPPO 的 SuperVOOC 在使用非原廠的充電配件時,會將充電速度降到5V/2A以下的一般充電,華為在充電線材的選配上比較有彈性些,使用原廠或是經過原廠認證的 SuperCharge 充電線和充電器時,會以最高電流輸出,不過搭配非原廠充電線時,也僅會降到2A或3A充電,另外,由於華為 SuperCharge 也有加入 PD 協議中,因此使用9V/2A的PD充電器也是能為支援 SuperCharge 的快充裝置進行快充,不過當然,要達到最高的充電效率還是原廠的充電組合才能發揮最好的效果。

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實測!四種快充規格充電速度比一比

介紹完不同的充電技術之後,最後我們來看一看這四種快充技術的充電速度,這次我們測試的對象分別為:

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雖然小米 MIX 3支援 QC4.0快充規格,不過因為盒內附上的為 QC3.0充電器,因此我們以 QC3.0為此次快充測試記錄,每一款手機皆搭配原廠快充充電器與充電線,充電時皆未連接Wi-Fi,並且除了在記錄電量時點亮手機之外,充電過程中螢幕都是關閉的,由於有些機種在電量低於1%時會自動關機,因此這次測試都是從電量1%開始測試而非0%。

QC3.0、USB PD、SuperVOOC、SuperCharge快充速度表現

從測試結果可以發現,不論是哪一種快充技術主要都是加速0%至70%的充電速度,70%之後則會降低電流變成「涓滴充電」,一方面是為了保護電池,一方面則是提高安全性,其中Sony為了保護電池甚至還大幅控制電量達到70%後的充電速度,因此若是 Sony Xperia XZ3的使用者在70%之後就不會感受到快充的速度感了。 

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iPhone有沒有快充功能呢?
相較於 Android 手機有各式各樣的快充技術,iPhone 目前僅支援 PD 快充規格,只要是 iPhone 8之後的機型都可以使用支援 USB PD 或是 Apple 自家的18W 以上充電器來幫 iPhone 快充,原廠內附的5W充電器不支援快充。雖然說是快充,iPhone 實際上只會在0%至50%間提升充電速度(大約30分鐘可充50%電量),超過50%之後就會控制電流輸入,以 iPhone XS Max 測試,實際上總充電時間將近兩小時。

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