你是否有過這樣的經(jīng)歷：即將出門辦事，卻發(fā)現(xiàn)手機沒電，不得不心急如焚地插上充電線，過幾秒鐘瞄一眼龜速上升的電量，結果手機電沒充多少，
你是否有過這樣的經(jīng)歷：即將出門辦事，卻發(fā)現(xiàn)手機沒電，不得不心急如焚地插上充電線，過幾秒鐘瞄一眼龜速上升的電量，結果手機電沒充多少，事情卻給耽誤了。
好在，隨著手機快充技術的發(fā)展，這種尷尬正逐漸成為歷史。今年，多家手機廠商相繼發(fā)布120W快充的新品手機，讓快充技術又邁上了一個臺階。
5分鐘充電50%，手機快充究竟有多厲害?
手機快充，顧名思義，就是給手機快速充電的技術。在電池電量一定的情況下，充電功率越高，充滿電需要的時間自然就越短。因此，充電的功率是快充技術的重要指標。
這幾年，我們見證了手機充電功率從5W開始，慢慢發(fā)展到18W、44W、55W，再到今年剛剛出現(xiàn)的120W快速充電，充電的時間從三四個小時，減少到現(xiàn)在的二十分鐘，這些都展示著快充技術的飛速發(fā)展。
目前，國產手機的快充功率已經(jīng)全面超越了蘋果、三星等外國品牌。今年六月起，國內多家手機廠商相繼發(fā)布支持120W快速充電的新品手機，其中某家甚至能夠在5分鐘把電量充至50%，13分鐘完全充滿。相比之下，蘋果手機很長一段時間內仍使用5W的充電器，今年發(fā)布的新品也只是將充電功率提升到了20W。
只需做一個簡單的對比，我們就可以體會到不同充電技術對充電時間的影響。對于手機電池來說，輸出電壓一般在3.7V到4.2V之間波動，如果電壓按照4V計算，電池的容量按照4000mA·h計算，那么，在理想情況下：
使用5W的蘋果手機充電器，充滿電需要3小時12分鐘;
使用40W的支持Quick Charge 2.0的手機充電器，充滿電需要24分鐘;
使用120W的新品快速充電手機，充滿電僅需8分鐘。
可以說，在手機快充技術這方面，國產手機已經(jīng)走到了世界前列。
快充與傳統(tǒng)充電技術的效率對比示意(圖片來源：中關村在線)
認真看文章的小伙伴們可能就要發(fā)問了：這個數(shù)據(jù)和幾款120W快充手機的充電時間可對不上，跟我們平時的使用體驗也存在一些差別，那么，為什么會這樣呢?了解完快速充電的原理和它面對的難題，你自然就能從中找到答案。
手機的快速充電是怎么做到的?
中學老師教過我們，P(功率)= U(電壓) × I(電流)，那么，要提高充電功率，就要提高充電電壓或者充電電流。快速充電技術的核心，正是保證安全有效地實現(xiàn)這一點。
如果仔細觀察手機充電器的接頭，你就能在上面找到類似“5V 1000mA”這樣的標志，這就是充電器能給手機提供的最大充電電壓和電流。而120W的快充充電器，普遍采用的是“20V 6A”的標準。
像這樣提高充電電壓和電流，當然會帶來各種各樣的問題。
比如，過大的充電功率會使電池內部和充電器接頭處的焦耳熱功率增大，讓它們嚴重發(fā)熱，可能會減少電池壽命甚至損壞器件。在沒有保護措施的情況下，大電壓大電流可能直接損毀電池，甚至可能引起火災等事故，而某些數(shù)據(jù)線不支持大電流的通過，貿然使用也可能導致燒斷等問題。
于是，為了解決這些問題，三個快速充電中的“黑科技”應運而生，它們分別是：電荷泵、6C電芯和智能控溫芯片。
電荷泵，又叫開關電容式電壓變換器，簡單來講就是把快速充電使用的大電壓，轉換成能夠直接給電池充電的小電壓，而本身不損耗功率。
上圖中充電IC的主要結構就是電荷泵。跟傳統(tǒng)的變壓器相比，電荷泵不僅體積更小，靜態(tài)電流更低，最重要的是它的能量轉換效率高達98%，相比于傳統(tǒng)的變壓器提高了接近10%，幾乎對充電功率沒有影響。
而另一項“黑科技”——電芯，就是沒有保護電路板的充電電池。使用電荷泵變壓之后，原本的電流會進一步增大，對于“20V 6A”的充電器來說，電壓通過電荷泵降低到5V，電流就提高到了24A，這對于傳統(tǒng)的3C電芯來說是難以承受的。因此，6C電芯應運而生。
對于2000mA·h的電芯來說，1C指的就是最大充電電流不超過2000mA(2A)，傳統(tǒng)的3C電芯最高能支持6A的充電電流，而6C電芯足夠支持12A的大電流充電，本身電阻較小，發(fā)熱功率比較低，也就成了支持120W快速充電的“黑科技”之一。
除了上面這兩個技術之外，要想穩(wěn)定地進行大功率充電，還需要把這些黑科技合理地組合起來。
制作120W快充手機的廠商，在手機內部普遍使用雙極耳充電模式，簡單來說，就是同時從兩個地方對電池進行充電，有效地實現(xiàn)了分壓分流。
上面提到的，120W快充需要的24A電流，分成兩路之后，恰好就是6C電芯所支持的12A充電電流。特殊的設計也降低了電池的內部電阻，進一步減少發(fā)熱功率。
即使如此，在充電過程中，不同階段電池所能承受的最大電流和電壓可能都是不一樣的，另外，如果一直用高功率充電，放出的熱量積少成多，還是會導致手機內部溫度過高，損壞元器件。這就輪到智能控溫芯片登場了。
智能控溫芯片，即按照設定好的程式，根據(jù)溫度改變電池的充放電模式以及手機各種模塊的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)智能調控手機內部溫度又盡量不影響手機性能目的的一種芯片。
有了智能控溫芯片之后，在我們使用120W快充時，手機充電器可能前三分鐘加班加點工作，保持120W的充電功率，之后由于充電放熱，溫度高了，智能控溫芯片就會調節(jié)通過的電流大小，讓我們的充電功率減小到80W甚至40W。一旦溫度降低，功率就可以再次升高。
看到這里，前面的問題就得到答案了：120W快充里面的120W，指的是最大充電功率，在智能控溫芯片的作用下，實際充電的功率是在不斷發(fā)生變化的，只有一部分時間能保持最大功率快速“閃充”，因此，實際充電時間略長于我們計算得到的充電時間，這是手機對自己的保護機制。
手機快速充電安全嗎?
簡單來講，快速充電是安全的。
支持快速充電的充電器，連接的數(shù)據(jù)線都是特制的，與傳統(tǒng)充電線不同，可以支持較大電流通過。
前面也說到了，現(xiàn)在智能手機中，有各種“黑科技”支持快速充電，最大限度保證了使用安全。
此外，手機電池本身還附帶有保護電路，保證它不會被大電流燒壞。智能控溫芯片的調節(jié)，也保證了手機不會因為內部溫度過高而產生事故。
另外，我們是可以用快速充電的充電器對一般手機進行充電的，但是不會具有快速充電的效果。
如果仔細觀察，你就會發(fā)現(xiàn)，支持快速充電的手機充電器上往往會有兩個標志，一個是最基本的“5V 1A”，另一個則是支持的快速充電功率，比如“9V 2A”，具體使用哪一個輸入的電壓電流，是由手機的智能控制芯片所決定的。
當然，同理，用一般的充電器也可以給支持快速充電的手機充電，只不過同樣沒有快速充電效果。
雖然如此，但大家在充電時應該注意，一定要使用正規(guī)廠家的，有安全保障的充電器進行充電。劣質的充電器內部電阻比較大，發(fā)熱比較多，長時間連續(xù)使用可能會被燒壞，甚至引起火災。
另外，在充電時盡量不要打開占用資源和CPU較多的手機應用，比如插上充電器玩大型游戲等。這樣的操作會讓手機不僅承受充電的發(fā)熱，還要承受高負荷運行的發(fā)熱，不僅會讓智能控溫芯片出手減慢你的充電速度，還可能降低你的手機性能，甚至引起安全事故。
最后，要盡量避免過度充放電。不要等手機電用完了再來充電，也不要手機電充滿了還繼續(xù)充電，這兩者都會對電池壽命產生影響。
總的來說，在享受科技便利的同時，我們應該安全、合理地利用這些新興技術，不要因為一時的便利或小便宜給自己帶來安全隱患。
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