【硬件科普】如何让手机的充电速度更快
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- เผยแพร่เมื่อ 10 ส.ค. 2022
- 这是2012年发布的iPhone5，电池容量只有1440mAh，支持5V1A 5W的充电，冲至100%需耗时两个小时，而这是VIVO刚刚发布的iQOO 10PRO，电池容量达到了4700mAh，支持最大20V10A 200W的充电，官方宣称冲至100%仅需10分钟。手机的充电功率从早期的5W 10W一路发展到现在的120W 200W，看上去只是充电功率数字的增加，但其实背后还存在大量不为人知的技术障碍和困难，这期节目我们将带你从最底层了解手机到底是如何实现快充的。
- วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
硬件茶谈 把艱澀的東西 講到一般人都聽得懂 真的很優
这恰饭视频的质量也太高了 希望多恰一点！！
绝不恰软饭
這工商也太舒服
而且能把那麼理論的東西
比喻得那麼淺顯易懂屬實厲害
厲害，我光解釋電池工作原理給朋友聽就要解釋到舌頭抽筋了，台主深入淺出真功力真的是了得
大陆该专业的中上水平
你们的视频做得真好！这样的动画让我这种小白都仿佛已经看懂了，谢谢！
仿佛嗯😀
很少有工商可以做的這麼好的，讚！
做的很好，希望能看到更多由你们制作的优秀视频，恰点饭也能接受的👍
感謝UP主講解了快充的實現方法！
影片動畫做得真的很棒，讓觀看者很容易了解內容，很優質的科普頻道！
這個影片的成本很高呀，VIVO爸爸很用心在革新上。
動畫無敵 真的太厲害了
你的影片真的不錯，希望漲粉速度能在快點~
非常簡顯易懂，感謝大大
非常感謝!! 受益良多🥰
靠背⋯⋯這個專業又易懂 已經可以用來當期末報告了
臥槽老鐵 這影片的動畫也太讚
做广告做得好，无缝衔接，在广告中插播知识，不错
这么好的业配真棒！
茶谈的动画一如既往地顺滑
好好的科普给充值的不要不要的。。。一遍遍洗脑。。老板来台🍎。。
這是我認為最厲害的科普頻道!!
請一定持續運作（有工商也沒關係）
與製作如此優秀的內容
圖文並茂 優質詳細的講解
硬件升级很快啊，两年前我买65w快充手机的时候就已经很惊艳了，根本不担心晚上忘记充电，早上插上半个小时就够使用大半天了
这个视频太用心了
这上来就直接开始刚DC-DC了，然后电荷泵……这个降压的玩法还挺新鲜。我做工控先前都是做升压、负压用的比较多，DC降压扩流一下开启了新玩法。
是的，我们公司设计也是buck-boost用的频繁，电荷泵还没见过，等有空研究一下。
用電容來醬鴨耶
@@ntr1381 电容的玩法很多。可以升压（n倍压，像Jacob's Ladder可以产生极高电压）、可以1倍压浮地（N沟道FET做桥式电路high side switch的gate驱动电源，即常说的bootstrap）、可以用正电源产生负的电压、现在又看到这种降压应用。整数倍的倍压和bootstrap用起来比较无脑，根据负载特性选好元器件的参数即可开环工作，而输出精确的电荷泵往往通过闭环控制内部FET开关切换的时机来控制输出电压维持在一个比较准的水平。本视频的降压应用就是一个很巧妙的内部FET布局形式，再加上专门的闭环控制电路就形成了有特色的降压系统。
应该是个跨界的哥们设计的，电荷泵的工作原理跟无人机的电调控制技术pwm如出一辙。
@@cosmos69 很多东西都可以说像PWM，比如工频空调的压缩机开一阵又关一阵，饮水机烧开水也是煮一会儿停一会儿。因为底层思路并不复杂：利用小学算术的除法原理就可以把一个原本恒定100%的东西随意调低。
这类东西往往不是某一个具体的人设计的。很多电路的思路出现很早，但受到当时电子元件制程的限制或者缺乏具体应用场景，导致一直没被大量应用。像本视频里的电荷泵，如果用分立的元器件去搭电路，需要一些独立的MOSFET做模拟开关，用比较器加上振荡器或者一个小单片机结合比较器、振荡器去控制MOSFET的通断，做出来的板子虽然也能用，但体积可能比一个手机都大。凭个人能力不可能把它缩到一个指甲盖大小。而往往都是市场需求变得足够大了，才会吸引到ADI、Maxim、Linear这类公司（后两个都被ADI收购了）去专门研发特定功能的ASIC，在一个极小的IC里面集成高性能的模拟和数字电路，而且内置的MOSFET都是有针对性优化过的，这是他们特别在行的。如果我们要借鉴这类电荷泵，通常也不会再去自己搭分立电路，我们也是会去找成品的ASIC，可以大大缩短开发时间。
这是2012年发布的iPhone5，电池容量只有1440mAh，若支持最大20V10A 200W的充电，冲至100%仅需3分钟。
科技發展真的很有趣
如果支持200W，那它的电池容量可能只剩1000mAh甚至更低了。要知道刚开始推120W的时候，单电芯的手机电池容量都能干到5000mAh了，双电芯却只能3300mAh。
@@FlameRat_YehLon 原來為了充電還有這方面的犧牲
用充電技術去克服目前的電池續航瓶頸
對於人類科技樹的前進感到開心
硬件茶谈 下次谈谈USB 3.0的工作原理
我真的看不懂（物理都忘光了），但是讲的是真好，我也耐心看完了😅
謝謝分享
你成功了，说的我都想买一台
終於找到了~
手機的電池快充技術應該開發更多的市場使用場境使其更加普及和更加便利人類的生活。
VIVO 真是把充電玩得十分精彩。
充電速度、電池容量會比電池壽命感知更強，往這個方向發展更能吸引人購買，用個幾年老化之後再換電池就好了。
電池老化真的不是問題
現在手機幾乎1年就換一個
一個手機的電池能勉強用個2年基本上就妥妥的
@@bluexberry7350 买的什么手机那么快换，我买了865很顺冻手没必要换
我每隻都至少3年，一年一換是土豪嗎
高質舒服
说得太快，通常需要看3-4遍才能看明白。
半年前換了 realme 手機 (VIVO 副品牌)
充電65W 10分鐘內半血 25分鐘內充滿
真的很方便 回家洗個澡換個衣服 又可以出門了
目前用着Mi 11T Pro的120W已经非常满意
現在用紅米120W快充都是睡醒才充電，不用二十分鐘，出門前已經充滿，重點是不熱，非常滿意
硬件茶談有過硬的內容，好的很! 😊
好文案！
时间才是检验的真理·让我们静待·
真希望你是我大學電子學的教授！
這真的厲害ＸＤ
可不可以請問「小米12pro」的單電芯120W快充的處理方式
专业
训练聆听能力的时间到了
怪不得現在的手機或各種3c用品都喜歡分成兩顆(或更多顆)電池在內部，這樣才可以越充越快
10分鐘...
iphone表示羨慕
如果這種技術會導致電池一年就壞了該換新我也願意使用
想想就舒服
你值得更多的view
讚!
最後發展到太高功率會不會有可能會更容易爆炸?
very good,that is very good,good good good
任何新技术都有一个完善期，不能吃螃蟹，至少等个一两年入手是最保险的。就连苹果三星都有出错的可能，更何况国产品牌往往都是测试不到位就上市了。
那么说两百瓦快充的电池，是特殊工艺的电池，换起来会很贵。
片中提到串聯電芯以均攤電壓，我想問下如何防止因多個電芯容量和內阻不一，而使電芯電壓分佈不一樣，導致部分電芯壽命縮短
很简单，加BMS芯片，监控电芯，平衡损耗
电动车好几百颗电芯都有办法解决，手机肯定更不用说，总之肯定不可能直接并联的，BMS估计会有一个轮流放电和平衡充电的作用
真硬核啊。
這是以前回形針嗎？
9:17 串連後
是不是意味的電池容量其實也減半
還是充電時串連輸入;
消耗使用時是並聯輸出 ？
障眼法？！
你讲的很好，但是我更喜欢睡觉前插一晚上，然后电池用个几天。
睡觉这种有的是时间的场合那肯定是慢充对电池寿命 发热控制等最好，但快充之所以一直是发展趋势和研究重点，关键还是在于它能解决不特定紧急时候要快速充电的问题。像我的手机晚上睡觉甚至是上班待在办公室不动的时候还是用5v 700mA 3.5w的古董级充电头来充电（家里专门保留了几个旧款手机的1A和以下充电头用来过夜充），但出门随身包里那肯定是快充方便，去饭店、咖啡厅甚至机场之类还是能迅速补电。
说白了：快充功能在平时睡觉前甚至不需要用，但你可能在外面随时需要，所以还是有的好。
以前有說法說快充電會降低電池壽命。影片中的電池用了很多新科技提高效率。請問快速充電還會影響電池壽命嗎？或者換句話說，別人用200W充，我每天睡覺用10W充，一年以後，電池性能有差別嗎。謝謝
会降低，因为有损耗，但是电池没必要在意这个，随便用就好了，只要不炸就行
教材級的影片，我只買得起68W的手機，不用一小時滿血
怎麼可以有這麼精美的動畫 本業是動畫公司嗎
電池變小，相對充電速度也會更快。
電池小+耗電優化，相對也可以更耐用。
可惜 做不到
牛逼
我觉得快充并不能完全解决续航焦虑，就算你1秒充满，那也得能找到插座，也得随身带充电头
有總比沒有好呀，我上次在外頭手機沒電了，就是臨時找間電信局借充電，這種情況下絕對沒臉皮敢久待的😂，只有33w快充的我，瞬間覺得33w不夠快了呀！
我有一个想法，不如我们把电池做成可以拆卸的那种，没电了，不急的话，可以选择用充电器冲如果比较急，就直接关机，把没电的电池取出来，满电的电池换上去，几秒钟就能恢复100%的电量，然后换下来的电池，用一种特殊的充电器，降压稳流，通过两个触电给电池充电，另外充电器的两个引脚可以调整间距以适应不同电池的触电，我给他取了个名字叫万能充吧！出门就多带几块电池就好了，不用再带厚重的充电宝。不知道这样有没有前途？
智慧手機初期還是使用更換電池的方式呀，其實那種方式的確比較人性，原廠電池也稱的久，萬能充這玩意也曾出現過，不過都是副廠製造的，原廠做這玩意會衝擊到自己市場。
後來因為諸多考量就全綁在手機內，內部構造也越加複雜，一般使用者自己更換不了。
這就類似手機屏越做越大，有時候不是做不出來，而是這樣更符合手機製造商成本考量。
這邊問一下，buck 電路中的mosfet 是怎麼承受這麼高的電壓還能這麼快速地的開關，是有什麼特殊設計嗎?感謝
貌似就是硬扛？电脑主板宣称多少项供电也纯粹是让它们轮流工作给出更多的散热预算而已，要不然早就烧了，但手机上可没那么多空间给你乱来。
用碳化矽，可以高速切換而且耐高壓
@@FlameRat_YehLon 一个不够可以多并几个，电动车控制器就是这个思路
GaN 材料的 MOSFET 就是用在這個地方的
@@user-us1xr1xf8z 电脑主板的多项供电也是
哈哈, 我看到标题就猜得到是广告,我甚至猜到了不是v就是o嘿嘿, 哦真厉害
這影片真棒，
不過這樣是不是代表要換手機電池一定要換原廠電池，
不然要是換錯了
可能就會因為過載而燒起來
現在都不給你自己拆，就沒這問題了
@@sfotbnandenmea 不給拆,除非灌膠原廠也不維修才有可能吧! TH-cam上就有一堆人自己換電池的影片,吹風機加熱一會就拆下背蓋了,也有很多商家買電池就付贈拆機工具組!
@@imcrazy886 用戶拆了出問題，原廠不負責而已
而且和以前按一下扣背蓋下來就能換電池比較，門檻高太多，很多消費者都沒這個空閒和技術去搞
@@sfotbnandenmea 問題是我可以去找小作坊改呀
@George Blake 一般人肯定是搞不來的，如果給外面的非原廠技術人員維修倒是沒什麼問題，一般來說他們會有管道幫你進貨搞到你需要的電池，我之前換電池就是這樣，唯一的缺點是這麼做原廠保固會取消，而且外面的人技術高低不一，把你修到壞的人也是可能遇到的
相对充电速度感觉还是希望提升电池容量，毕竟我也不能为了拿个充电器还特意拿个包出门hhh
工业化技术革新和量产 是让平民都能廉价的使用 量产鸡蛋和量产手机的贡献是相同的。。。
每次看到電路都頭痛 幸好我脫離那塊領域了
电池本身真正能承载的电压和电流的上限是多少呢。视频中基本是让电压稳定在5V，但电流能超10A，这种越来越大的电流，对电池会不会有损伤？
所以才要改良電池啊
不同的電池 所能承受的最高電壓 與 電流 是不一樣的
取決於其電池內阻大小
而內阻 多半來自極耳
這也是為什麼特斯拉要改良電池 研發無極耳(全極耳)的4680電池
因為其 全級耳 大幅的降低電池內阻 使其可以允許更大的電流 獲得更快的充電速度
至於大電流是否對電池產生損傷
那就要看你從哪個角度去看了
如果以消費者而言 想要一塊電池用一輩子
那我可以跟你說 損傷大了去
但 如果從廠商的角度去看
保固你1年 我做到即可 只要99%的電池撐過去 那就是無損傷 安心使用
請謹記 電池本就是消耗品
對廠商而言 手機本體 也是!
所以如果想要手機電池壽命長一點
就儘量不要使用30W+的快充啊
用一年手機電池容量剩70%
一定是会对电池有较大损伤的，充电速度越快损伤就越大，毕竟平均来看已经承受了6个C以上的压力了。
其實真的不敢用快充，你就平日不要用快充線充電就好了，有必要的情況下再使用快充就好，變成一個為緊急情況準備的功能，就像防水功能也不是給你帶著一起游泳使用，而是避免意外掉落水中而壞掉的情況。
所以之前三星NOTE7異常的自燃狀況
就是BUCK電路的部分出現問題嗎?
三星boom7纯粹是电池设计问题。正负极间的隔离膜太薄了，容易出现短路现象，导致电池异常发热从而boom……
你的電壓英文是U? 小學有畢業?
33w这种比较低功率的快充电池的温度大概会在多少
快充是好，手機變成消耗品我個人不太能接受，用了兩年，不玩大作遊戲，性能其實夠我用了(S660+S845)，但電池健康度實測也都不到30%(大約1000mAh)，搞得我出門很焦慮電量，又找不著原廠電池換，副廠還鼓包壓裂螢幕...，即便有了多電芯，電池依舊會老化，我真的懶得換手機，不環保也不易回收利用，真的有那必要嗎?
那就在不必需快充的场合尽可能用低电流充电，减少不必要的损耗。绝大多数手机都可以在设定里面开关快充功能（关了就是传统的5v 2A 10w以下）；如果不想来回调整，或者像我一样是“睡觉慢充，出门快充”的，那更简单，现在谁还没几个淘汰老手机甚至别的什么设备的旧充电头（尤其是苹果那个祖传5v 1A），拿一个用在非快充场合就好了。
EDIT：如果真的是一个低功率充电头都没有，你还可以灵活运用笔电的USB充电功能，许多最近10年内的机型都能在BIOS里找到此类选项。这样笔电不用开机也可以用来给手机充电。当然还有更夸张的利用别的设备上不会用到的USB端口（比如智慧电视或者路由器）来客串充电，那种一般人也用不到。
讲得比我物理老师还好！Vivo呢？赶快给po主打钱💰啦
什么时候新能源汽车充电也到达这个速度就好了
作者好像忘記了MTK PE協議，沒記錯他是用電流去協議的
真棒
我可以感受到用AE畫線段動畫的動畫師正在發出淒慘的悲鳴聲
沒有提到多電芯 壓差管理更容易損壞 、跟空拍機電池一樣一旦其中一片老化過快基本上就要整組換新的.
這就更難解釋了XD，有機會要請硬件茶談解說一下
@@antoniyang1007 人家是收錢不講缺點得
如果是这种问题的话完全可以换上新的之后把旧的返厂翻新吧。。。或者回收电芯去做别的电池组。反正坏的又不是电芯本身，而对于用户来说反正有保修，反正应该会有不少人买延保，也就无所谓了。
電池壽命相比其他部分的壽命問題，真的不算什麼大事
@@threeminutes5120 電池壽命才是拖累手機的主要問題就跟蘋果電池門事件一樣。非常影響使用體驗
我觉得200W快充已经足够了，下一步不如研发大容量电池？
電池的能量密度一直卡在瓶頸，因為本質上仍然是靠鋰，只是改用一些更貴的稀土元素做正負極，如果有什麼新的材料（如石墨烯）能夠擺脫鋰離子的限制直接儲存電子那個時候電池容量才能真的大起來（不過現在也不是沒有方案啦，如果你能接受500g重的，20000mah的手機的話）
那能不能再多堆几个电芯..?
11:20 這種電池叫做鋰離子電池
鋰電池是另外一種東西...
我們口頭常講的「鋰電池」，其實指的是「鋰離子電池」，
也因為它的運用範圍泛，一般也將「鋰離子電池」簡稱為鋰電池。
而真正的鋰電池其實是「鋰原電池」，只能一次性使用且不可充電。
鋰電池種類很多，通常由正極材料、負極材料、電解液、隔離膜所組成，
是一種利用正負極之間鋰離子產生電的特性的電池。
锂电池 锂电 锂离子电池 是同一种东西
我有一個疑問~~
這種 200W 快充,
充電時會不會讓手機機身變得很燙？
會比一般的快充更影響電池的壽命嗎？
如果很烫就算不成熟技术就不会在这里谈了。对电池肯定有寿命影响，但是既然量产了，就表明对寿命影响在接受范围内
@@xuuhuu7227 轻薄本也很少有200w以上的供电，家用插座导线额载10A电流，要保证40A电流通过得用多厚的铜箔啊。200w的充电器就得用风扇散热的。
@@user-us1xr1xf8z 200瓦並不用要到風扇啦！
很棒的影片
有需要配音員嗎?
苹果在电池上我觉得就可以多学学其他厂商
不然电池问题确实是其自家产品的一个大硬伤
你这电荷泵真猛 我只用过输出100mA的
為什麼不向降低使用功能發展
坐星巴克椅子還沒熱，咖啡還沒冷，電就充飽了......🤣
动画依旧没有让人失望啊
針里針气
我電腦電源也才750w
无意冒犯对更高充电速度的探索，更快更强的探索总是值得尊重的。只是也想指出另一个事实：在充电时间越来越短后，进一步缩短时间的收益也越来越小，但投入的成本却越来越高
也就是常说的边际效益。充电时间从2小时缩短到1小时收益很明显，功率可能也只需要从10瓦提升到20几瓦；缩短到半小时，功率就得40几到60瓦，成本尚能接受；但继续缩短时间到十几分钟，收益已经很小了，但功率需要增大到120甚至200瓦，这个成本增长也太多了。今后再继续提高，缩短的时间更加微乎其微，但充电器成本可能要赶上手机了╮(￣▽￣"")╭
最难的应该是小容量电池的长续航 这完全是靠芯片
電壓用"U"是標錯嗎? 不是應該是"V"?
一些算是專業人士還是什麼的，會習慣寫成U的形狀而不是V，我在學校老師就是這樣
请问VIVO的电池的充电电压真的有5V这么高吗？这不合理呀！
传统锂电的满电电压是4.2V，后来有4.35V，我不知道VIVO的电池满电电压是多少，但只要是锂离子电池，电压都不会高出4.2V太多。
如果真把5V电压加到电池两端，电池会迅速膨胀爆炸的，我实测过。
不是一般來說要高過於電池電壓才可以充電?
我如果沒記錯的話普通情況的鋰電池是4.8-5.2V輸入
那是輸出壓
輸入壓比這個低就反向供電了
@@user-gz7li3bk9s 显然你记错了。4.8-5.2只是USB 5V的容许电压范围，与电池充电电压无关。
锂电池的充电分三个阶段：
1、当电池电压过低时，小电流恒流充电，直到电压不太低（3V多）
2、大电流恒流充电，期间电压不断升高，直到满电电压（典型4.2V，高压电池是4.35V，本片中的电池存疑）此时电压绝不能再升高，否则电池爆炸。
3、以满电电压恒压充电，期间电流不断减小，直到最大电流的1/10时停止，充电IC报告充电结束。
厂家吹嘘的充电功率，指的是第2阶段的功率。所以我强烈怀疑博主把锂电池的满电电压搞错了。
@@carlzeiss2309 我剛去查了一下鋰電池確實4.2就不能再高了
要5V是要有電池控制IC的情況下
@@user-gz7li3bk9s 典型的锂离子电池的满电电压是4.2V，修改配方之后的电池有做到4.35V的，但实际上容量只比4.2V的提升一小点。我猜VIVO手机中的电池电压应该是4.35V甚至更高的，但不管多高，都不可能到5V。5V太高了，电池会炸的。