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手机如何实现快速充电技术

作者:admin 2016-07-10 我要评论

“充电五分钟,通话两小时”的OPPO R9广告漫天飞,从而让大众接触了快速充电这个概念。华为、三星等手机厂商也紧跟其后,纷纷推出快充手机,如华为提出“在一杯...


        “充电五分钟,通话两小时”的OPPO R9广告漫天飞,从而让大众接触了快速充电这个概念。华为、三星等手机厂商也紧跟其后,纷纷推出快充手机,如华为提出“在一杯咖啡的时间里将电池电量充满”,三星Galaxy Note 4“在30分钟时间里充电60%”。快速充电正在成为电池技术创新的中心。毫无疑问,快充是目前能够有效解决智能手机续航问题的最佳方法,也是未来几年手机厂商、方案提供商角逐的主要战场。
       那么,手机是如何实现快速充电,存在哪些问题?今天小编带你一起揭开快速充电神秘的面纱,一起看看快速充电的原理,快速充电对新材料有什么要求? 


什么是快速充电技术?

       快速充电是一个相对笼统的概念,一般是指能在短时间内使蓄电池达到或接近完全满电状态的一种充电方法。目前真正意义上的手机快充技术有两种:一种是闪充技术(OPPO的VOOC闪充技术),一种是高通的Quick Charge 2.0技术。



       高通的Quick Charge 2.0技术其核心技术则是通过提高充电器电压来降低充电电流,从而减小在充电线路上的功耗,在手机端会有相应的降压电路,该电路将高压低流变换为低压高流。

       无论是闪充技术,还是高通的QuickCharge2.0技术,其本质都是:在一定的限制条件下,尽可能地提高到达电池的电压/电流。在电池容量一定的情况下,根据能量:W(电池容量)=功率P×时间T= 电压U × 电流I × 时间T
       因此,提高电压和/或电流,则可缩短充电时间。


快速充电带来的问题

       快速充电解决了传统慢充效率低的问题,却避免不了发热的问题。由于充电过程中,所有的能量不能100%转换,损失的这一部分能量会变成热。这部分热量分别集中在充电装置和机身上。具体就体现在充电时,我们能够明显感受到充电器和机身都有不同程度的发热现象。
根据焦耳定律:发热功率P = 电流的平方I 2* 电阻R

       由上式可见,提高电流,则发热功率增加,即充电装置产生的热量大幅度提高;而提高电压的方式,由于电压要从220V降低到20V/12V/9V再到4.2V/4.4V,意味着机身降压电路会承受更大的压力进行降压转换,当然这样的转换过程损耗也更多,直接表现为充电时机身发热更明显。产生的热量过大又严重影响电池的寿命,存在安全隐患,同时降低用户的舒适感。因此,发热问题是快充实现更快充电必须解决的问题。

如何解决快充发热问题

       就快充的发热问题,目前技术路线分为两派: 降低发热功率,提高散热效率。


       (2)提高散热效率
       提高散热效率,我们得先了解充电头和手机机身是如何散热的。由于充电头体积较小,无法采用机械散热方式传导热量,常用的散热方式是采用单组份绝缘导热硅胶将发热部位热量导出。这种胶不仅可以导热,还具有粘结性,起到固定充电头内部元件的作用。


       手机机身散热则是通过导热硅脂将CPU运行产生的热量传导到石墨/金属散热片上,再导出机身。导热硅脂还具有保护CPU的作用。因此,提高导热硅胶和硅脂的导热性能,将充电头和CPU产生的热量快速传导出去,才能提高散热的效率。
 

如何提高硅胶/硅脂的导热性能

       市场上常见的硅胶/硅脂通常采用在有机硅中添加氧化铝、氧化锌等无机粉体,其导热性能不仅与自身的导热系数有关,还与二者和界面的结合、细腻性有关。

       对于单组份导热硅胶,要提高导热性能,一般需要添加大量导热粉体,这会造成固化后硬度较高,则胶和电子元器件的界面结合力较差, 即使导热系数高,也不利于元器件的散热。而单组份导热硅胶的硬度通过配方调整硬度的空间不大,因此,只能通过导热粉体种类选择来改善。对此,我司开发出GD-S200A单组份导热硅胶用粉体,经过特殊表面处理,与基材具有较好的分散性和相容性,导热性能优异。在107胶中添加800份时导热系数2.0 W/m*K。

        导热硅脂应用于CPU等精密电子器件的导热,不仅要求导热系数高,还要求硅脂更加细腻,以免刮花CPU。我司用于高导热硅脂的产品GD-S271A,以球形、类球形氧化铝为原料,通过合理粗细复配,并严格控制粗颗粒,以及特殊表面处理,,具有优异的导热性能;同时,其粒径分布窄,可制备2.5W/m*K细腻型硅脂。

       具有快充功能的智能手机被越来越多的用户选择,快充技术也在充电桩、新能源汽车等领域迅速兴起,散热问题是快充发展必须解决的问题。小编相信经过IT设计和新材料的不断进步,快充技术一定会实现比快更快的充电速度。

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