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亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑
时间:2023-10-25 18:14:07        点击量:【 】次

  亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑最近看着火爆的PD快充市场,各家氮化镓充电头也是花样百出,一咬牙把家里的充电头都扔了,耗资一千元左右,购置了四款多口充电头。其实楼主也是第一次接触快充,很多东西也不明就里,在选择产品的过程中也是费了一番工夫,也花了冤枉钱。下面就这一次折腾经历做个分享:

  前两部主要是介绍了基于USB Type-C接口下USB数据传输协议、DP数据传输协议、Emarker 芯片做一个科普。第三部分主要是介绍了各家的充电协议。第四部分分享一下这四款充电头的使用感受。文章比较长可能也比较枯燥,但是确实有用,建议收藏以备不时之需,历时一个星期算是吧这些奇奇怪怪的东西搞明白了。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图1)

  说起USB接口的历史就比较长了,自1996年USB1.0 标准发布,经过25年的发展,随着硬件的不断发展催生了各种接头和协议。只要搞清楚两个概念就可以了,物理接口和USB协议不是一回事,物理接口和USB协议,可谓是两者在相互拿鞭子抽着往前走,协议的改进促使结构的变革,接口的变革又催生了更快的传输。下面的这些接口大家肯定都见过,好在都要慢慢退出历史的舞台了。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图2)

  说到USB3.2标准,首先要说的是USB Type-C硬件接口,这种物理接口功能是十分强大的,不仅支持正反插,而且可以用来传输数据、电源和视频信号。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图3)

  全功能:同时支持数据、音频、视频和充电,奠定高速数据、数字音频、高清视频、快速充电、多设备共用基础,一根线可代替以前多根线缆。

  双向传输:数据、电力可实现双向传输;接口引入了更小、更薄、并且更加稳健耐用的插口,能够支持高达20Gbps的数据速率(USB3.2规格,3.1规格符合1020Gbps)。引入了15W的固有供电能力,以及在增加USB电力传输 (USB PD) 时,高达100W的增强型供电能力

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图4)

  市场上常见的Type-C接口往往只是实现了某一项功能或者某几项功能,这就为我们平时的挑选带来了麻烦和困扰亿博,比如:

  充电效率:支持Type-C,支持PD协议,可快速充电,但充电的最大功率只有60W,达不到100W。

  既然一根线同时拥有『数据传输』、DP(DisplayPort 视频总线)『显示输出』和PD( Power Delivery)快速充电功能,那三个方面都是最高标准,才能是一根合格的线,这里就出现了「全功能Type-C接口」。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图5)

  USB3.0 开始的 USB 协议的命名规则实际上非常混乱,命名的混乱让不少无良商家有机可乘,,如果不知道其中关系的小白就会很轻易上当了。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图6)

  一定要看数据线支持的USB协议,不然买回来一根USB 2.0,传输数据的时候能慢到你怀疑人生。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图7)

  由于USB接头可以向下兼容,所以支持USB3.2 Gen2x2是最好的。目前有些厂商故意宣传采用USB Type-C接口传输速度快,这种观点是错误的,只有采用USB 3.2协议的Type-C接口传输速度才比较快。更坑的是USB 3.2下还有传输能力10Gbps和20Gbps之分。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图8)

  从命名方式上来看主要是Gen后面参数的不同,Gen1和Gen2指代编码方式和Lanes的速度。其中第二种标准比较少见,最常见的就是①③④三种,也就是我们常说的三种传输速度5Gbps、10Gbps和 20Gbps。①是属于原来的USB 3.0/USB 3.1 Gen 1标准。③④同属于新的3.2标准,区别就是单双通道的问题。

  Type-C内部共有24个针脚,上下两边各12个,分属不同功能,这里只要简单看下各脚针的功能和数量就可以了,不用过多关注。

  USB 3.2 Gen1x1接口内设单lane,即2组差分对,一组差分对负责一个方向,即一个传输一个接收,可传输速度5Gbps。编码方式为8b/10b。第二组的lane用于传输视频,其他情况下是不工作的。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图9)

  USB 3.2 Gen1x2就比较好理解了,这个标准说实话见到的比较少,和上面区别是内部使用了4组差分对,分别传输5Gbps,在拷贝数据下可以达到10Gbps,如果兼用显示视频输出的话,理论拷贝数据速度受到一定影响。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图10)

  USB3.2 Gen2x1内还是一个lane,采用128b/130b编码方式,传输数据实际工作的一共有2组差分对,一组差分对负责一个方向的传输。两个差分对全双工,相对于USB 3.2 Gen1x1的5Gbps,每个差分对速度被提升到10Gbps,可以同时实现收发10Gbps亿博。第二组的lane用于传输视频,其他情况下本通道是不工作的。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图11)

  USB3.2 Gen2x2有两个lane,采用128b/130b编码方式,传输数据实际工作的一共有4组差分对,2组差分对负责一个方向的传输,4个差分对全双工,每个差分对可达到10Gbps,可以同时实现收发20Gbps。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图12)

  在路上的USB4,经过了多次改名之后,USB3.2已经够乱了,intel将雷电3协议开放给USB推广组织(USB Promoter Group),USB-IF又带来了USB4。USB4内置两个lane,使用了双通道传输,四组差分对,每个lane速率20Gbps,所以理论上最高传输速度可以达到40Gbps.

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图13)

  另外USB4还有10Gbps和20Gbps这两种速度,比较便宜的手机及笔记本计算机应该会使用以上其中一种,而非最高的40Gbps。

  Intel把雷电3协议给了USB推广组织,USB4 能兼容雷电3,但并不是强制要求,厂家可以自行选择到底要不要在他们的USB4里加入这个兼容功能。

  有的商家将来可能会看中大家都以为Type-C接口就是USB4或雷电3,而把手机和计算机上的Type-C接口做成USB 3.2或者USB 3.1来挖坑给消费者。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图14)

  USB4相比USB 3.2也有一些其他的好处,其中一之是动态资源分配。上面我们说到过USB3.2是通过两个lane,四组差分对,2组差分对负责一个方向的传输,4个差分对全双工,每个差分对可达到10Gbps,可以同时实现收发20Gbps。

  当许输出画面到DisplayPort或HDMI,输出视频,会影响文件的复制速度,有了这个动态宽带分配,比如在40Gbps带宽下,传输视频占据了15Gbps的带宽,剩下的25Gbps会自动调用到数据传输上,目前USB 3.2的标准是没办法分配带宽的。在USB4当中,动态分配带资源可以把两者所需的带宽合理分享,避免出现一边不够用,一边过剩的情况。

  雷电协议是intel推出的高速传输协议,其与上面提及的 USB 标准协议不同,属于非公开协议。由于此前使用雷电协议需要获得intel,导致配置成本较高,一直作为高端产品的配置。上面说到intel将雷电3协议开放,全面兼容USB4。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图15)

  雷电3的带宽能达到 40 Gbps,由 22 Gbps 数据带宽和 18 Gbps 显示带宽组成,其中的显示输出还是可以动态扩大的,会占据数据传输带宽,数据带宽最大也只能达到 22 Gbps。在显示传输和数据传输方面都比 USB3.2 10Gbps 要高。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图16)

  2015 年intel在新一代雷电3将接口更换成Type-C接口,带宽达到40Gbps,能够带动两台显示器输出4K(4096×2160)60Hz信号。强大的显示传输能力让雷电3能扩展外接多个显示屏和高性能显卡,甚至多个显示屏菊花链串联。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图17)

  取消了雷电3的 22 Gbps 数据带宽限制,数据传输也能跑满 40 Gbps 的带宽,PCIe 传输速度高达 32Gbps,存储传输速度高达 3000MB / 秒,视频方面能够支持两个 4K 显示屏或一个 8K 显示屏。

  全功能的type-c集成了DisplayPort Alt Mode的线(DP视频传输)。DP是目前主流的显示通讯的协议,常见的 DP 协议版本有 DP1.2、DP1.4、DP2.0,因此C 口在外接显示屏的时候也要注意是否是对应的DP 协议。

  DisplayPort Alt Mode 2.0版通过USB Type-C连接器启用DisplayPort的所有最新功能,包括超过8K的分辨率和更高的刷新率,以及USB数据传输,可使视频带宽性能提高多达3倍(最大有效负载为77.37 Gbps)。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图18)

  如果平时使用一根数据线进行显示连接是没有问题的,问题出在使用拓展坞的情况下,大家都知道,笔记本电脑配置的全功能Type-C接口比较少,可能不够用,只能使用拓展坞进行扩充。

  单口Type-C下,DP1.2以上的标准是和 USB3.2是冲突的,在传输视频信号的时候会占用一组引脚,影响到数据的传输。上面我们提到过了USB3.2 Gen2x2是通过两个通道实现20Gbps,每个通道10Gbps,以 的带宽大概需要占用5.3 Gbps, (约需 5.9 Gbps)这两个影响不大。不过(约需 11.9 Gbps)影响就比较大了,在使用Type C拓展坞传输的时候要注意下。

  很多商家为了控制成本连Type-C的功率也是扣扣搜搜的,比如买了个65W的充电器,配的数据线A)的充电能力,而这根数据线W的充电头上使用,一方面最高充电跟不上,第二方面过载会有一定的危险。

  Electronically Marked Cable简称为E-Marker芯片,这块芯片可以利用DFP和UFP利用PD协议可以读取该电缆的属性,如电源传输能力,数据传输能力,ID等信息。在充电时候控制充电全过程,电流超负荷到一定值时自动切换电流保证设备安全。

  传输电流在3A以上电流线缆要求必须带有E-Marker芯片。3A或者3A以下的线缆不要求配E-Marker芯片。

  目前市面上很多USB PD充电的功率没有达到60W以上,所以标配的都是不带E-Marker芯片的线缆,以节约成本,如果此类快充线W的充电情景下是存在一定风险的。不带E-Marker芯片的线缆的最大充电功率只能达到60W,并且数据传输速度最大也只能达到USB 2.0(480Mbps)的水准。

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  通常情况下,以充电为主的USB-C线缆在数据方面都是USB2.0,比如市面上常见的一些USB PD充电的标配线缆。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图20)

  PD 充电器在与手机通信时,设备连接后,充电器首先输的是 5V 电压,PMIC电源管理芯片首先做CC线探测,探测是否USB PD,接收输入端从通讯线)中传来的询问和匹配要求,设备询问充电器能提供多少个电源种类,然后计算最合适的电源要求,希望多高电压,希望多大电流。双方握手成功后充电头开始以合适的最大功率给设备充电。

  PDO:PD充电器可以根据不同需求输出多种电压,比如5V、9V、12V、15V、19V、20V,根据次序延续下去叫PDO1、PDO2、PDO3如此类推。

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  如果充电器兼容Apple快充协议, 充电头接通后手机会首先响一下表示连接成功,手机会运行5V0.9A充电,识别协议再响一声,按照5V2A或者5V2.4A全速充电。前面50%会以较高功率充电(最大不超过15W且视温度及电量自动调控功率,然后计算协议,握手成功后再响一声开始以 9V 充电。充至50%-55%左右会降至9-11W(视温度及电量自动调控功率),充电至80%左右,选取PDO1降至5V。请注意此时依然是PD充电,只是选了5V档位减低手机端压降损耗

  PD充电协议是USB-IF组织公布的快速充电规范。“USB Power Delivery Specification”简称PD协议,是一种供电协议,主要可分为 10W、18W、36W、60W 与 100W 五种功率规格,电压采用 5V、9V、12V、20V,最高可与 5A 电流的 Type C 接头做使用。USB PD 快充也可运用在平板、笔电、电视等产品,同时可兼容于高通最新的 QC 4、QC 4+ 快充技术。

  充电线的两端均采用Type-C接口,除了少数厂商魔改设计为Type-A接口的情况。Type-C接口默认最大支持5V/3A,但是在USB PD协议加持下可以实现100W的功率输出。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图22)

  现在PD协议用在手机上的情况比较多,笔记本电脑使用PD协议还是存在一定差距的。首先只有配备了支持 PD 的 C 口的笔记本才能通过 C 口进行充电.目前不少笔记本的C口基本都不知支持PD协议。其次笔记本的功率相对比较高,游戏本的功率大多数在150W以上,而PD协议下100W的充电功率对于笔记本来说还是不太够用的,想用100W充电头给游戏本供电的小伙伴还是要慎重。

  高通为配备骁龙处理器研发的快充技术,全名为Quick Charge。通过将电流大小提升至 2A(一般充电为 0.5A),以此增强充电功率;但以当时的 Micro USB 接头来说,2A 已经达到承受的电流上限,随后高通转向发展「高电压恒定电流模式」,透过增强电压提升充电功率。直至 Type C 接头发展逐渐成熟,可承受的电流上限提高,QC快充才从理论转为可行。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图23)

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图24)

  除了PD和QC两种快充技术外,许多手机厂商为了突显品牌特色,也会自行开发专属快充技术。其实感觉更多的是为了圈住用户。

  华为的私有快充协议是SuperCharge超级快充技术,该快充协议广泛应用于华为和荣耀的主流机型上,目前最高支持40W的有线A的充电规格。直充SCP协议,实现手机与充电器的实时通信,并且还能根据充电过程的电压需求,智能协调充电过程中最高效的电压和电流,避免带来不必要的效率损耗。

  每个保护点又有三层防护网(安全电压防护网、安全电流保护网、温度监控保护网),共计15层安全保护机制。任何一项出现异常波动都会快速触发保护机制,毕竟是低压高电流的快充模式,保证手机充电的安全和用户安全。要实现SuperCharge必须同时具备认证的充电线和充电器两个条件才能触发华为快充。

  VOOC是由OPPO Electronics在2014年首次推出的快速充电技术,可以说是现在最知名的私有快充协议之一,从“充电5分钟,通线小时”深入人心。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图25)

  以Find X3的65W快充为例,相比于过去的65W速度明显要更快一些,要知道这可是4500mAh的超大电池。紧急情况可以快速回血,插上电源后进入SupperVOOC 2.0快充模式。65w的有线快充OPPO已经非常成熟了,充电很快也不会导致过热。

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亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图27)

  OPPO激进的Super VOOC超级闪充方案,这次亲自体验了一把,确实很快。实际测试,仅仅2分钟时间充电从2%充到11%。4分钟完成20%充电。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图28)

  24分钟完成88%,这个速度确实有效减少了电量焦虑的问题,都不用半小时,有个10几分钟就能快速解决电量问题。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图29)

  Programmable Power Supply简称PPS,汉语成为可编程电源供应。可以把PPS当做是PD协议的升级补丁,用来兼容其他厂商的快充协议,重新整合成一套「大而全」的快充方案。

  为何出这个协议,原因就是上面私有协议的泛滥,比如高通QC 3.0/4.0、联发科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、华为SuperCharge,哎,我就是不跟你PD玩。

  结果USB-IF 不干了利用自己规则制定者的身份,强行定义了 USB 接口不允许以 USB PD 以外的协议实现电压调整,但是同时 USB-IF 允许第三方快充协议通过兼容 USB PD 的方式继续存在。对于第三方的协议你要么别玩,要么收编进来才能玩。

  PPS加入脉动机制,保证充电过程的安全性。PPS协议规定,最少每10S,负载和适配器之间要保持一次脉动沟通,避免充电过程失控。

  那么问题来了,一款支持PD-PPS的充电头就很重要了,更重要的是要看充电器本身兼容多少协议。

  苹果的Lighting接口,特别是苹果直接采用了PD 18W快充标准作为iPhone的快充协议,并且大多数支持PD协议的充电器同时也同时兼容高通QC快充协议。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图30)

  选择usb-c to lightning线的主要参考因素是认证和非认证。经过苹果充电速度和用料做工可以达到原装标准,有可能出现“此线缆尚未经过认证”弹窗提示,完全无法实现快充体验。很多时候经常贪图便宜,买了廉价的数据线,用不了几天就不能用了。

  苹果MFi认证:是苹果公司(Apple Inc.)对其授权配件厂商生产的外置配件的一种标识使用许可,是apple公司Made for iOS、Made for iPod、Made for iPhone、andMade for iPad 是指分别为连接iPod,iPhone和iPad而特别设计的电子配件。而且这些配件已经被苹果公司授权认证,以此来满足苹果产品的性能标准。苹果公司不会为该装置的操作或其符合安规认证的标准负责。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图31)

  100W是目前PD快充的极限,随着电子用品的增多,手机、平板、笔记本都需要供电,能不能一个充电头就能满足所有设备的充电需求。有这样一个充电头全部接口均支持快充输出,当然是最好的但是事实是这样吗,下面我们挑选四款充电器来看下,挑选的都是多扣充电头,随着多种设备供电越来越统一,一个充电头可以实现就没有必要再多带一个充电头。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图32)

  数据传输线方面,下面四个充电器都配置了套装可以选择,随机附赠的充电线都装有Emarker芯片,支持100W快充,数据传输方面都是USB2.0。现在这个阶段为了控制产品的成本开发出来这种所谓的快充线,还是有一定困扰的,这样的线材只能作为充电使用,而数据传输或者视频传输又需要再购置全功能线,可以说是非常不环保了。

  ZMI紫米65W三口线充套装适用于华为小米苹果手机笔记本电脑适配器 快充充电器+1.5mC-C数据线

  ZMI 紫米 65W USB-C 电源适配器采用高亮和磨砂拼接外观,可折叠插脚设计。套装内附赠 C-C USB 2.0快充线,内置 E-Maker芯片,支持最大 5A 电流。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图33)

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图34)

  单C使用最大输出65W,3口同时使用的时候最大输出功率45W,单A口支持18W快充,三口输出总共63W(45W+18W)。

  作为65W充电头三围约为69mm * 62mm *29.5mm,个头还是比较大的,2个USB-A口同时使用最多支持18W最大功率,USB-A双口同时输出最多可达20W,相比来说功率还是有点低的,作为一款快充头,两个USB-A感觉有点浪费,如果是两个USB-C搭配一个USB-A效果会更好。

  Baseus是深圳市倍思科技有限公司旗下一个集研发、设计、生产、销售为一体的消费电子品牌。倍思 65W的这款充电器说实话还是比较惊艳的,如此小的体积竟然做到65W ,2USB-C1USB-A接口,在市场上也算是接口最齐全的产品,两个 USB-C 都支持 PD 3.0(含 PPS)、Apple 2.4A、QC 2.0/3.0、三星 AFC、华为 FCP/SCP 和联发科 PE 协议。USB-A 接口不支持 PD,其他协议支持情况与 USB-C 接口相同。

  倍思的这款款100W氮化镓快充算是市场上接口最齐全的产品了,四口充电,日常出门携带实在是太方便了亿博,可以搞定四个设备的快充需求——同时为笔记本、手机、充电宝、耳机等主力设备同时充电,不要带上一堆电源适配器。在体积控制方面,85.2 * 54.8 * 30.5mm的三围以及大约209g的重量,外带出行也不会有很大压力。

  先了解一下功率动态分配,单口分别是100/100/30W,目前大功率充电器都是采用动态分配,目的只有一个,实时调整输出功率,我们可以选择不同的接口给产品快速充电,当然如果三口同时使用,把小功率设备接到1口,大功率接2口就不能满足最大化的快速充电,C1口留给支持100W输入的产品,其他的口就随意了。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图35)

  可用的电压和电流,支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A ,同时支持支持电压3.3-21V,5A的PPS。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图36)

  C2和C1口协议方面一致,支持苹果2.4A、DCP-1.5A、三星5V/2A、QC2.0/3.0、三星AFC 9V/12V、华为FCP和SCP。

亿博体育如何选择「快充头、快充线、视频线」不会选来打我——万字长文教你快速避坑(图37)

  USB PD3.0快充标准,具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A五组固定电压档位以及3.3-21V/5A一组PPS电压档位。

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