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手機快充技術專業預測權威發布

摘要: Type C 是一個大一統的接口標準,這是所有 3C 產品行業的所有巨頭,第一次就一個通用接口達成一致,也是一個接口第一次融入如此之多的豐富功能;這個全新的接口將會深刻的改變許多游戲規則和版圖。 ... ...

Type C 是一個大一統的接口標準,這是所有 3C 產品行業的所有巨頭,第一次就一個通用接口達成一致,也是一個接口第一次融入如此之多的豐富功能;這個全新的接口將會深刻的改變許多游戲規則和版圖,很多之前活的有滋有味的非主流技術將會或已經被碾壓致死,例如 intel 和蘋果一直在裝逼的 Thunderbolt,再比如 OPPO 裝逼已久的 VOOC。

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而完全體的 Type C 是什么樣的呢?在我看來,最重要的是 3 樣東西:USB 3.1 標準,PD 充電協議,重新定義的數據線。

「USB 3.1」

請大家注意,USB 標準組織目前沒有 USB 3.0 這個說法,我們所謂的 USB 3.0,就是帶寬 5G 的那個玩意,現在叫做 USB 3.1 Gen 1;而真*USB 3.1——帶寬直接到 10G 的,叫做 USB 3.1 Gen 2,目前來看大家都還在 USB 3.1 Gen 1 階段。

在 Type C 接口之前,我們想用 USB 3.1,要么就是碩大無比的 USB –A/B 口,要么就是丑陋無比的在 Micro-USB 旁邊附加一個接口,反正都是注定要進入歷史垃圾堆的玩意。

而 Type C 在設計之初,就充分考慮了高速傳輸的必要,我們可以看到除了 USB 2.0 數據傳輸 (D+,D?) 線路之外,特別添加了 USB 3.1 (TX,RX ) 傳輸路線的設計。

當然,設計添加了并不代表廠商就會加,目前國產用了 Type C 的幾家,小米、樂視、魅族的數據線和手機接口都沒有加入 TX / RX,所以還是 USB 2.0 的速度;只有 ZUK 的數據線和手機底部接口是完整支持 USB 3.1 Gen 1 的,所以你用上面三家的數據線插 ZUK Z1 的話,從電腦拷貝數據也只有 2.0 的速度,同理 ZUK 數據線配其他 Type C 的手機,數據傳輸速度也不會有變化。(當然 ZUK 手機簡直慘烈)

不過隨著移動網絡的發達,USB 接口的作用被無限弱化,一般來說用戶連接電腦的次數越來越少,USB 3.1 的緊迫性就顯得沒有那么重要了。

另外一方面,USB 3.1 工作在 2.5Ghz 的頻率,會對附近的射頻信號造成干擾,例如 2.4Ghz 的 WIFI 和 LTE Band 41 等頻段,而且無法解決!!因為 USB 數據線是直接接入手機主板的,你必須保證這玩意連接到芯片,傳統的 EMI 電磁兼容方法幾乎完全失效,就好像你在吞咽東西的時候不可能呼吸一樣。

不過結合第一點,USB 3.1 能用到的次數實在太少了,用戶一邊高速傳輸數據一邊高速上網的場景更少,而且因為 USB 3.1 的高帶寬,數據一會就傳完了,所以實際影響相當有限。

當然,在 2016 年,可以明確的告訴你們,大家都會升級手機接口和數據線,加入對 USB 3.1 Gen 1 的支持。誰在 2016 年還出不支持 USB 3.1 的 Type C,那就是自絕于人民,自絕于祖國!

「PD 充電協議」

PD 協議 USB 組織喊了很多年了,至今都沒有落到實處,因為首先這玩意一開始并不完整,不如高通 QC 2.0/3.0 和 MTK PEP 系列對細節那么完善,很多識別和電壓轉換步驟都是半成品,據說蘋果新 Macbook 和谷歌 Chrome Book 的 PD 識別都不一樣….. 當然我沒錢試這兩個玩意……

另外,NEXUS 5X/6P 的 5V=3A 我覺得并不像是 PD 協議,而是 Type C 自帶的一個 3A 充電標準,也不知道是不是測量儀器的問題,我測出來最高只有 5V 2A 左右。

同時,PD 的出現,又給了工信部一個機會。2015 年年末的時候,工信部泰爾實驗室突然拉了一幫手機廠商和 IC 廠商,在北京召開了一次旨在制定快速充電國家標準的會議。

雖然因為利益分歧過大,導致大家都沒談攏,但是關鍵點的認同還是有的:

A.        確定國家標準基于 PD 協議,分為高壓、低壓兩種,通過細化定義進行固定。

 

B.        確定了一旦標準實施,「電量從額定容量的 0% 增至 80% 期間,電池平均充電功率大于15W 或平均電流大于 1.5C 的充電模式。」才能稱為快速充電。如此一來,市面上絕大多數號稱支持快充的辣雞都面臨違規,特別是部分猖狂號稱 5V=2A 快充的。

正如同多年前工信部制定 USB 充電標準一樣,這次如果手機快速充電標準制定國家標準,其意義相當深遠。因為 USB PD 協議最終版還在制定中,USB 組織也在觀望世界上其他組織的看法;一旦國標順利進行,必將如同 TDD-LTE 一般寫下濃墨重彩的一筆。


同時快充國標相對來說要求還是比較高的,有利于凈化市場中各種亂七八糟號稱快充結果都不快的局面,并逼迫廠商提升產品素質,雖然泰爾只是想多搞點檢測費……


「重新定義數據線」

手機數據線現在魚龍混雜,太多太多的劣質產品統治了市場,而且就算是廠商自己帶的數據線也沒好到哪里去。比如著名的世界 500 強——華為,在 Mate 7 之前隨機數據線都是按照 1A 的標準生產的,這樣的數據線電阻很大損耗極高,甚至可能出現長期大功率充電過熱導致的種種安全問題。


而 USB Type C C 協議修訂了數據線規范,一舉將手機數據線從 2A 提到了 3A / 5A 兩個級別,其中 5A 線材強制加入 E-Mark 電子標記芯片,從源頭上保證安全。從設計角度來講,光是電流承載方面,Type C 就爆了蘋果 Lightning 不知道多少個太陽系。



如此之高的電流承載能力,也為最高 20V=5A 共計 100W 的傳輸能力做好了基礎,也為 OPPO VOOC 打上了螳臂擋車的 Flag。

5A 的線材一般都是全新的 Type C to Type C,也就是所謂的雙 C 口。雙 C 口的好處就是充分利用了 Type C 雙向通信的設計特點,不用區分正反更不用區分大小端口;而且因為針腳的增多,可靠性也有了很大的提升。



而且因為雙向通信,一個 Type C 母座可以衍生出無窮的擴展接口:VGA/Displayport/USB-A/3.5㎜音頻口……筆記本可以跟 New Macbook 一樣做的超輕薄,機身只留一個 Type C;手機更是可以從 MHL 這些破玩意中間解脫出來,只要做好 Type C 就能擁有電腦一樣的擴展性。


那么如何簡單判斷 Type C C 線材的好壞呢?可以直接看數據線 Type C C 那端塑料包覆的長度,因為要達到 3A 以上電流通過能力,正常的廠商都會在 Type C C 端口后增加一些保護措施,這就使得其整體端頭長度大大超過老款的 Micro USB;反之,塑料包覆段越短,說明用料越渣,保護措施不到位,電流承載能力越弱。


一般來說手機沒電的時候,電池電壓是在 3V 左右,隨著電量上升電壓不斷升高;傳統充電就是 5V 電壓到 USB 端口,然后手機里面的降壓線路跟著電池電壓,給個高點的充電電壓,比如電池 3.4V 就轉換成 3.6V 的充電電壓。


而高通 QC 2.0 / 3.0 和 MTK PEP 1. 0 / 2.0 技術,就是加強了手機里面的降壓線路:充電器給到 USB 端口的是 9V 乃至 12V,然后手機降壓線路再降到 5V 以下給電池充電;這樣一來可以避免觸碰到數據線 2A 的「電流紅線」,降低充電損耗,最大限度的降低改變現狀的成本,同時大幅度提高充電功率。




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