带你解读充电奥秘 看看千元机续航谁给力

2016年07月04日 17:51 | 来源:中国派原创 | 作者:王志远
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问问现在的手机用户,对于自己手机最不满意的地方在哪里,可能有一半的人回答待机不给力。的确,随着现在的手机处理器越来越快,屏幕越来越大,在日益增强功能的同时,续航成为了一个老大难的问题。

【中国派 报道】问问现在的手机用户,对于自己手机最不满意的地方在哪里,可能有一大半的人回答是:待机不给力,续航差。

的确,随着手机处理器的频率越来越快,屏幕越来越大,续航成为了一个老大难的问题。就着这个短板,很多手机用户就养成了晚上充满电第二天才敢把手机带出门的习惯,而且外出旅游除了带手机还要配备充电宝等等。基于这个问题,今天我们要探讨的主题是:是什么造成了手机充电慢续航差的现状?当下国产千元旗舰哪个充电续航最给力?
 

先说充电器。在功能机时代,手机电池容量没有那么大,所以小电压小电流的充电器可以应付一切。随着智能设备的到来,电池容量飙升到3000毫安时,以往的小型充电器无法满足充电时间与充电效率的要求,于是专门为大容量电池智能手机配备的充电器应运而生。

比如苹果早期的5V/1A充电器,电流与电压变大了,充电速度变快。要知道,充电功率=充电电压X充电电流。充电快不快,全靠两者带:充电电压与充电电流。

随着智能手机的发展,大容量电池被开发出来。动辄4000毫安时的电量对充电器的要求更加苛刻,普通的充电速度慢如乌龟,需要用户等待的时间很长。于是,各种充电技术就被开发出来,各种充电协议就被开发出来。为了说明这一问题,离不开著名的高通QC系列技术。

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苹果充电模式独此一家自成一派,因为充电器与充电线都会被手机主板识别,如果不是原装充电设备,手机极易发生安全问题。因此,苹果呼吁用户使用原装充电器。

高通公司QC技术Quick Charge 1.0可以使充电电流达到2A,充电电压达到5V,这无疑加快了充电速度。但是由于当时搭载此项技术的手机太少,并没有被普遍使用。


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随后的Quick Charge2.0技术提升了充电能力,支持5V、9V、12V、20V的输出电压。具体识别过程如下:

需要科普一下充电常识。手机充电并不是充电器电压越高输出电流越大,手机电池的充电越快。实际上,手机充电进入的电压电流完全由手机主板掌控。充电器是大坝,手机主板充电控制器就是闸口。充电器将市电220V转换成5V输出,5V电在手机内部被充电控制芯片转换成4.3V电供给手机电池。手机以默认的5V电压充电。在高通QC2.0的协议下,手机充电时首先识别充电插头的D+与D-端,如果都识别了就开启QC模式。接着过程如下:
1)快充充协议如果用在了手机上,首先手机充电使能端检测到信号,安卓用户手机里的hvdcp(high voltage dedicated charger port)进程启动,在手机充电器D+端上加载上0.325V电压时间维持1.25秒;
2) 如果充电器检测到了在D+端上的电压0.325V超过1.25秒,就会断开D+与D-上的连接。由于D-负极没有电压供给,所以电压会降很快,最后为0V。
3) 手机端检测到D-上的电压从0.325V开始下降维持1ms以上时,hvdcp读取/sys/class/power_supply/usb/voltage_max的值,如果是9000000mV,就设置D+上的电压为3.3V,D-上 的电压为0.6V,否则设置D+为0.6V,D-为0V;
4) 充电器检测到D+和D-上的电压后,就调整充电器输出电压到9V。

一般使用Quick Charge2.0技术的手机都会使用充电器输出9V这一档次。手机识别充电器就是依靠了这种高通充电协议。协议意味着手机要运用此技术能被充电器互相识别,就需要手机认证。每一款手机认证需要向高通公司缴纳大约1万元人民币的认证费。高通公司通过认证费赚到大把美刀。

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而Quick Charge3.0则是Quick Charge2.0的升级版,在实现机制上是相同的。不过,作为快速充电技术的第三代产品,Quick Charge 3.0能够比上一代效率提升38%,充电速度提升27%,发热降低45%,有利于延长电池寿命。充电器提供从3.6V到20V的电压范围,以300mV为一档根据手机的充电需求动态调节。这样会在保证充电快速的同时,拥有更少的发热与更高的充电效率。

说完了QC技术,不得不说市面上还有很多其他手机厂商具有自己品牌标识的充电技术。市面上手机的充电技术类型还包括以下几种:

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普通充电

充电器输出电压为5V,输出电流为1A,充电速度慢时间长,手机与充电器发热小。苹果的为代表。1A这样的电流应付苹果小容量电池还行,若是用来充 iPhone6s,那个慢劲儿就别提了。

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360涡轮快充

动态调节输出电压电流,充电器输出电压为9V至12V,输出电流为1.2A左右,充电速度快时间短,手机与充电器发热大。

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OPPO专利的VOOC快充技术

这就是大家所熟知的“充电5分钟通话两小时”的由来,其30分钟可充电75%。VOOC快充需要配套的适配器、电池、充电线、接口与电路。电路中采用MCU模块,实现开电压环分段恒流,改善电路拓扑结构实现降温的目的。此项充电技术申请了十多个专利。

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一加3代表的DASH闪充

此项技术脱胎于OPPO的VOOC技术,原理跟VOOC的几乎一样。充电器输出电压为5V,输出电流为4A,充电速度快时间短,电池与手机发热少。

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无线充电技术

市面上例如三星Galaxy S6和S6 Edge就采用了无线充电技术。大多数无线充电技术主要是采用电磁感应原理,通过线圈进行能量耦合实现能量的传递。由于技术推广范围小,门槛高,核心技术未能得到广泛应用。充电速度慢也是现实问题。

探究完了充电小秘密,我们看一看市场上流行的几款千元机续航表现。由于千元机是大众使用最为普遍机型,所以我们来测验一下,哪款续航最给力。

红米Note3

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红米Note3是小米公司在2015年11月份发布的一款千元机。红米Note3采用全金属后壳,同时是小米旗下首款搭载指纹识别的手机。

魅蓝note3

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魅蓝note3是魅族公司2016年4月份发布的千元机。该机拥有超长续航,保留了招牌式的mBack腰圆Home键,是魅族首款全网通手机,配备6模18频,覆盖国内三大运营商所有频段。

乐2

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乐视超级手机乐2发布于2016年4月。乐2采用了金属机身材质,正面覆盖平面玻璃,机身的正面没有实体按键设计。

360手机N4

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360手机N4是360公司在2016年5月发布的一款产品。该机圆形元素贯穿始终,对称设计平衡美感,一体成型,拥有超窄边框与超高屏占比。它的表面采用NATOCO定制运动手感漆,手感丝滑抗污能力强。

充电测试

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为了一探究竟那款手机充电时间最短,我们接下来将做出多项充电测试,无论是从绝对时间还是从单位时间,都将对参测的四款手机做出来评价,下面看一下这四款手机的电池容量,从数据上看,魅蓝note3容量最大,会不会它充电最慢了?

手机款型 红米Note3 魅蓝note3 乐2 360手机N4
电池容量 4000毫安时 4100毫安时 3000毫安时 3080毫安时

测试方法:四部手机全部在无电量的情况下,用自己的原装充电器充电,然后每过10分钟纪录电量,直到充满为止。

手机款型 红米Note3 魅蓝note3 乐2 360手机N4
充电10分钟电量 14% 13% 16% 15%
充电20分钟电量 24% 24% 36% 29%
充电30分钟电量 32% 31% 52% 47%
充电40分钟电量 41% 40% 65% 62%
充电50分钟电量 50% 49% 76% 73%
充电60分钟电量 58% 58% 89% 89%
充电1小时10分钟电量 67% 66% 100% 90%
充电1小时20分钟电量 75% 75% 100% 93%
充电1小时30分钟电量 86% 85% 100% 96%
充电1小时40分钟电量 93% 93% 100% 100%
充电1小时50分钟电量 97% 100% 100% 100%
充电2小时电量 100% 100% 100% 100%
充满总计用时 2小时 1小时50分 1小时10分 1小时40分

结果:电量=电压X电流X时间。

红米Note3电池容量为4000毫安时,相比与红米Note2,电池容量增加了将近1000毫安时,同时支持5V/2A快充技术。

魅蓝note3电池容量为4100毫安时,相比于上一代容量提升了32%,充电器输出为5V/2A。

乐2电池容量为3000毫安时。手机充电接口使用了Type-C技术,充电线插头与手机端可以正反双向盲插。充电头使用了快充技术,改变了以往手机充电固定电压固定电流的充电方式,充电器可以根据手机状态动态调节电压电流,输出功率最高可达24W。充电器输出为12V/2A。

360手机N4配备了3080毫安时大容量锂离子聚合物电池与涡轮闪充,充电速度提升两倍。充电器输出为12V/1.2A。

乐2凭借闪充高电压大电流占据优势,红米Note3与魅蓝note3由于4000多毫安时的大电池充电慢可以理解。

由于手机充电电量与时间不是线性相关的,我们制作折线图如下:

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结果:红米Note3与魅蓝note3充电接近线性,由于充电器输出固定电压固定电流充电比较平稳。乐2依靠充电器高电压输出与动态调节电压电流大小,输出功率稳定,充电自始至终快速。360手机N4充电器由于采取大电压小电流的输出方式,所以前期充电迅速,后期缓慢采取涓流充电保护手机。

续航测试

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由于手机在用户手中可以做很多的事情,比如拍照、录像、通话、看电影、刷微博等,因此续航的长短直接影响用户的使用体验,长久的续航代表着更少的充电次数。我们测试这四款手机的续航,将采用暴力测试的手段,这样将调动机器所有的耗电单元,这样的测试结果更为可靠。

暴力测试:将每部手机的Wi-Fi、GPS打开,屏幕亮度与声音开到最大,播放爱奇艺720p电视剧。每过半小时纪录电量。

手机款型 红米Note3 魅蓝note3 乐2 360手机N4
30分钟剩余电量 91% 91% 80% 84%
1小时剩余电量 80% 82% 66% 71%
1小时30分剩余电量 69% 71% 53% 59%
2小时剩余电量 60% 62% 40% 47%
2小时30分剩余电量 51% 52% 28% 35%
3小时剩余电量 42% 43% 16% 21%
3小时30分剩余电量 32% 35% 9% 10%
4小时剩余电量 21% 25% 2% 3%
4小时30分剩余电量 10% 17% 0% 0%
5小时剩余电量 4% 9% 0% 0%
5小时30分剩余电量 0% 0% 0% 0%
续航用时 5小时10分 5小时30分 4小时10分钟 4小时10分钟

结果:红米Note3的4000毫安时与魅蓝note3的4100毫安时的大电池带来了显著的优势。

四款手机的电池容量都有所差异,徒有参数比拼和使用时长恐怕难以使人信服,为了续航力对比的公平性,我们用“单位功耗=电池容量/续航时间X3.7V”的公式,计算出两款手机的单位功耗,用事实说话:

手机款型 红米Note3 魅蓝note3 乐2 360手机N4
单位功耗 47.7mW 45.9mW 44.4mW 45.6mW

结论:从单位功耗上来说,乐2续航表现最好,红米Note3续航表现最差。但总体来看,四款手机的单位功耗并没有非常大的差距。

由于电池放电量与时间不成线性关系,所以制作折线图如下:

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结论:魅蓝note3折线图基本呈现线性,另外三款手机都在最后20%电量呈现长续航的特性,放电速度变慢。结果印证了大电池带来长续航的道理。

总结:由于现在的电池技术难以取得突飞猛进的发展,手机造型又普遍采用轻薄化设计,因此电池容量想得到巨幅提升是难上加难。快充带来的更快的充电速度是最好的选择。采用快充技术与配备小容量电池的手机充电速度最快,用时最短。配备大容量电池的手机续航最长。在测评结果可以看出,红米Note3与魅蓝note3续航优秀,乐2与360手机N4充电优秀。因此,用户在选购手机时,应该注意到:是否采用快充技术与电池容量大小都是对一款手机续航重要的评判标准。有人问了:既然手机有没有快充因为最后涓流充电的缘故都需要一个多小时的时间,那我选择与否有什么意义?由于快充技术可以在短暂的30分钟内充满足够的电量,因此在我们的上班前洗漱时间里,在开车途中充电时间里,在任何短暂的时间里可以为手机快速充上60%左右,正常使用没有问题。这就带来了很大的现实意义。乐2与360手机N4由于配备了出色的快充技术,在充电速度上、救急方面用处巨大。但反观另一种思路,红米Note3与魅蓝note3充电慢但是电池容量大,使用的时间长,充电次数少,也不失另一种选择。广大的用户朋友可以根据自己的需求与痛点自行选择吧,总有一款适合自己的不是么?