認識手機快充!一次搞懂QC、USB PD與各大品牌充電技術

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作者:克勞德 編輯
日期:2020/01/22
人氣:17870
隨著人們使用手機的時間愈來愈長,如何有效提高充電效率,進而增強手機的續航表現,成為近年來手機廠商的一大課題。有鑑於市面存在相當多的快速充電技術,包括高通推出的 Quick Charge,或是由 USB 開發者論壇所定義的 USB Power Delivery 等技術;值得注意的是,即便手機具備快充技術,若是使用不符規範的充電器材進行充電,仍無法達到預期的快充效果。

認識手機快充!一次搞懂QC、USB PD與各大品牌充電技術

快充雖然能有效提高手機的充電速度,但還是有不少消費者因此擔心,提高充電功率的同時,是否會對手機電池產生危害。其實當今電池技術發展相當成熟,加上電池內多設有保護電路,若是與原廠充電器材搭配使用,更可確保在快充過程提供安全的用電環境。《SOGI 手機王》特別整理當今市面常見的快充技術,協助讀者在理解快充的同時,也能降低心中的疑慮。

快充基本認識

認識快充之前,必須先了解基本電學,也就是伏特 V、安培 A 與瓦特 W 之間的相互關係;其中 V 與 A 所代表的是輸出電壓與電流強度,且兩者相乘可得出額定功率 W(算式:V x A = W)。而快充其實是一種相對概念,對於同一台手機來說,若能在安全的負載範圍內,透過使用高功率的充電器,提升手機充電速度、降低充電時間,這就是「快充」。

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隨著時代與科技的發展,市場普遍對於「快充」的標準也會有所不同;舉例來說,早期手機電池容量並不大,對於一顆僅有 800mAh 的鋰電池而言,5V / 0.5A 的充電速度尚足以應付,但隨著智慧型手機的出現,電池容量愈做愈大,若仍是以當時的充電速度,則無法滿足絕大多數用戶的需求。為了提高手機充電速度,高通推出的 Quick Charge 快充,以及 USB 開發者論壇定義的 USB Power Delivery 快充,影響後來的快充技術發展甚遠。

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加快充電速度的方法,簡單來說就是要提高充電時的功率大小,假設一台手機可支援的最高充電功率不設限,那麼愈高的充電功率則可提供愈快的充電速度。一般而言,常見的快充技術主要分為增強「電壓」提高充電功率的「高電壓恆定電流模式」;提高「電流」加強充電功率的「低電壓高電流模式」,或是兩者具備的「高電壓高電流模式」。

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高通旗下的 Quick Charge(以下簡稱 QC)技術,最早則是採用「低電壓高電流模式」,透過將電流大小提升至 2A(一般充電為 0.5A),以此增強充電功率;但以當時的 Micro USB 接頭來說,2A 已經達到承受的電流上限,隨後高通轉向發展「高電壓恆定電流模式」,透過增強電壓提升充電功率。直至 Type C 接頭發展逐漸成熟,可承受的電流上限提高,「高電壓高電流模式」才從理論轉為可行。

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USB Power Delivery(以下簡稱 USB PD)快充主要可分為 10W、18W、36W、60W 與 100W 五種功率規格,電壓採用 5V、9V、12V、20V,最高可與 5A 電流的 Type C 接頭做使用。雖然 USB PD 快充理論值可達 100W 功率,但手機本體實際可支援的充電功率大小,仍要以手機廠商公告為主。此外,USB PD 快充也可運用在平板、筆電、電視等產品,同時可相容於高通最新的 QC 4、QC 4+ 快充技術。

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▲蘋果旗下 iPhone 8 及後續機種皆支援 USB PD 快充;但由於未支援高通的 QC 快充,因此無法在 QC 充電器下享有最高的充電速度。

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▲為統一使用規範,支援 USB PD 快充的充電器必須採用 Type C 接口(除了少數廠商客製化設計為 Type A 接口)。
 
快充技術 輸出 功率
QC 1.0 5V / 2A 10W
QC 2.0 5V、9V、12V / 1.67A、2A、3A 24W
QC 3.0 3.6-20V / 2.6A、4.6A 24W
QC 4 3.6-20V / 3A、4.7-5.6A 27W
QC 4+ 3.6-20V / 3A、4.7-5.6A 27W
10W USB PD 5V / 2A 10W
18W USB PD 5V / 2A、12V / 1.5A 10-18W
36W USB PD 5V / 2A、12V / 3A 10-36W
60W USB PD 5V / 2A、12V / 3A、20V / 3A 10-60W
100W USB PD 5V / 2A、12v / 5A、20V / 5A 10-100W

快充技術差異化

除了市面上常見的 QC 與 USB PD 兩種快充技術外,許多手機廠商為了突顯品牌特色,也會自行開發專屬快充技術。其中三星的閃電快充 2.0 具備最高 45W 功率、華為的 SuperCharge 最高為 55W 功率、OPPO 的 SuperVOOC 2.0 則是達到 65W 功率;此外,小米的 Super Charge Turbo 與 vivo 的 Super Flash Charge 則分別為 100W、120W 功率,但兩者僅限技術公布,尚未發表對應快充技術的手機產品。

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▲三星旗下的閃電快充,共可分為 15W、25W、45W 三種等級。

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▲華為則是擁有 18W 的 FastCharge 快充,以及 22.5W、40W 與 55W 的 SuperCharge 快充。

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▲OPPO 旗下共有 VOOC 與 SuperVOOC 兩種主要快充技術;其中 VOOC 快充擁有 1.0、2.0、3.0、4.0 等四種版本,最高功率依序為 22.5W、25W、20W、30W。SuperVOOC 快充提供 1.0、2.0 兩種方案,最大功率分別為 50W 與 65W。

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▲小米旗下的 Charge Turbo 快充,可分為 27W、40W 兩種版本;另有最高支援 100W 功率的 Super Charge Turbo 快充。

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▲vivo 旗下的 Super Flash Charge 快充,除了 22.5W、44W 外,另有 120W 版本。
 
品牌 快充技術 輸出 功率
三星 15W 閃電快充 5V / 2A
9V / 1.67A
15W
25W 閃電快充 5V / 2A
9V / 1.67A
12V / 2.1A
25W
閃電快充 2.0 5V / 3A
9V / 3A
15V / 3A
20V / 2.25A
3.3-11V / 4.05A
3.3-16V / 2.8A
3.3-21V / 2.1A
45W
華為 FastCharge 5V / 1A
5V / 2A
9V / 2A
18W
22.5W SuperCharge 5V / 2A
4.5V / 5A
5V / 4.5A
22.5W
40W SuperCharge 5V / 2A
9V / 2A
10V / 4A
40W
55W SuperCharge 5V / 2A
10V / 4A
20V / 2.75A
55W
OPPO VOOC 1.0 5V / 2A
5V / 4.5A
22.5W
VOOC 2.0 5V / 2A
5V / 4A
5V / 5A
25W
VOOC 3.0 5V / 2A
5V / 4A
10V / 2A
20W
VOOC 4.0 5V / 2A
5V / 6A
30W
SuperVOOC 5V / 2A
5V / 4A
5V / 5A
10V / 5A
50W
SuperVOOC 2.0 5V / 2A
10V / 6.5A
65W
小米 27W Charge Turbo 5V / 3A
9V / 3A
12V / 2.25A
20V / 1.35A
27W
40W Charge Turbo 5V / 3A
9V / 3A
10V / 4A
20V / 2.25A
40W
100W Super Charge Turbo
(目前尚無手機推出)
 (尚未公告) 100W
vivio 22.5W Super Flash Charge 5V / 2A
9V / 2A
12V / 1.5A
10V / 2.25A
22.5W
44W Super Flash Charge 5V / 2A
9V / 2A
11V / 4A
44W
120W Super Flash Charge
(目前尚無手機推出)
20V / 6A 120W

快充規格怎麼看

一般而言,可透過手機盒裝、說明文件,或是官網查看支援的充電規格,若手機本身支援快充技術,如 QC、USB PD 等,官網大多也會加以標示。需要特別留意的是,早期而言,5V / 2A 的 10W 功率即可稱作快充,但隨著手機電池愈做愈大,18W 充電功率相當普及的現在,10W 功率並不能符合現在對快充的需求;消費者在挑選與快充相關的配件時,也要特別留意實際支援的快充功率為何,千萬不要被行銷話術所誤導。

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▲一般可透過手機盒裝標示,查閱手機本身支援的充電規格。

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▲若手機盒裝並未標示,則可前往官網進行查閱;值得注意的是,部分官網僅會顯示手機最高支援的功率(W),未必會清楚標示支援的電壓與電流組合。

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▲部分手機廠商並不會在盒裝隨附快速充電器,以 iPhone 手機而言,雖然在 iPhone 8 及後續機種皆有支援 PD 快充,但直到 iPhone 11 Pro 系列才有隨附 18W 充電器(此前僅有隨附 5V /1A 的 5W 充電器)。

快充疑慮解析

隨著快充技術發展愈趨成熟,快充功率也從早期的 10W 一路躍升至 100W 以上,雖然大功率快充尚未普及,但仍有不少用戶擔憂,快充是否會對手機電池產生危害。為了避免快充帶來的負面影響,手機充電時通常會被限制最大功率的運行時間;如支援 18W 快充的手機,使用 18W 充電器材進行充電,除了在電量較低時會以最高功率充電外,當電量逐漸提高,則會下降充電的最高功率。

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▲手機支援的最大快充功率,並不代表完整充電過程中(假設電量由 0 至 100),都是以最高功率進行充電,而是會依照手機當前電量設有分段限制;如前期使用最高功率、中期開始逐漸調降功率,至到最後進行慢速的「涓流充電」。

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▲部分手機業者會在原廠充電器設置充電 IC,可有效降低快充時手機本體產生的熱能,減少對電池產生的危害。

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▲原廠充電器可透過晶片掌控,針對未符合相同快充技術的手機予以功率上的限制;如三星 18W 快速充電器,使用在它牌未支援三星閃電快充的手機時,僅能以最高 5V / 2A 的 10W 功率進行充電。

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▲部分廠商會在原廠充電器內建溫度控制元件,當感測溫度異常提高時,充電器內部的保險絲會融斷,起到物理性阻絕電流輸入的效果。

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▲隨著快充近年來的高度發展,市面上也充斥著品質良莠不齊的副廠配件;使用未獲認證的副廠充電配件,更可能衍生漏電、自燃等狀況,選購時需特別注意。

充電線也是關鍵

在完整的快充行為中,除了手機本身支援快充技術外,快速充電器通常也是消費者會去注意的要素;但隨著「高電壓高電流快充模式」的興起,若仍使用支援 2A 或以下電流量的充電線進行充電,則無法滿足高於 2A 電流的快充規格;如手機支援 27W 快充,需由 9V / 3A 的輸出組合達成,但由於充電線僅具備最高 2A 電流量,此時充電器僅能以 9V / 2A 的 18W 功率替手機充電。

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▲完整的快充過程,需由手機、充電器與充電線相互配合,若是其中一方規格不符,則無法享有最高的快充效果。

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▲由於當前 USB PD 快充可支援最高 5A 的電流量,消費者在選購快充器材時,可視周遭設備支援的最大電流量進行挑選。

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▲若非選購原廠配件,也應優先購買符合原廠規範的充電器材,如蘋果的 MFi 認證,品質也相對較有保障。

更新時間:2020/02/02-18:04

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