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如何看待小米推出120W氮化镓充电器改用USB-C接口

  • 发布时间:2021-11-02 09:35:09
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  2021年10月末,小米官网悄然上架了一款120W氮化镓充电器,与此前小米在售的120W USB-A接口充电器不同,新发布的产品采用氮化镓功率器件、平板变压器、灌胶均热等技术制作,功率密度高达1.37W/cm³。小米120W氮化镓充电器一改小米坚持了多年的魔改A口PD系统,转为USB-C通用接口,这是释放什么信号?

  

小米发布120W氮化镓充电器

 

  

  小米120W氮化镓充电器采用PC阻燃材质制作壳体,表面亮面工艺,侧面印有120W、GaN字眼,代表其拥有强悍的性能并采用氮化镓技术制作,插脚为国标固定两脚插脚,将内部空间利用率最大化。

  

  小米120W氮化镓充电器型号为MDY-13-ET,接口为USB-C,充电器为套装销售,配送一根1米长度的USB-C to USB-C数据线。支持5V3A / 9V3A / 11V6A / 20V6A四个电压输出档,并支持100-240V~,50/60Hz全球电网使用。

  

  小米上一代120W USB-A接口充电器体积已远小于苹果96W充电器,这一代小米120W氮化镓再度突破天花板,不含插脚三维尺寸分别是55.5mm X 55.5mm X 28.4mm,体积87.4cm³,按照额定输出功率120W计算,其功率密度高达1.37W/cm³,远超每立方厘米1瓦的行业功率密度界限,惊为天人。

  

  为更加简单了解小米120W氮化镓有多逆天,充电头网将几款充电器放在一起对比,图片内各充电器体积进行了等比缩放,可以直观地对比体积。苹果30W单口充电器的体积为90.2cm³,与小米120W氮化镓充电器差不多大,小米120W氮化镓充电器体积比苹果30W还小,输出功率大了足足4倍,对比小米120W USB-A接口充电器体积也有一定缩减。

  

  小米120W氮化镓充电器所采用的GaN(氮化镓)是第三代半导体材料,相比起传统功率器件,拥有更高效率与更低的能量损耗,还采用了平面变压器模组,让小米120W氮化镓充电器功率密度达到前所未有高度。内部使用了灌胶工艺,让热量传递更加均匀,起到固定元器件提高可靠性的作用。

  

  USB-C输出口让它兼容性得到进一步提升,除了支持小米家族产品的私有快充外,还兼容USB PD快速充电标准,支持市面主流的手机、平板、笔记本等设备充电。上一代120W魔改A口充电器兼容65W PD快充输出,新款120W氮化镓充电器在官网上并未标注PD快充功率介绍,充电头网将在后续进行跟进测试。

  

  目前小米家族已有数款120W手机,如小米10至尊纪念版、黑鲨4、黑鲨4 Pro、小米MIX4、黑鲨4S、黑鲨4S Pro、Redmi Note 11 Pro+,它们都基于A口魔改系统开发。小米120W氮化镓充电器采用USB-C接口,同样支持小米家族手机的私有快充协议,疾速模式下的Redmi 11 Pro+仅需15分钟即可充满。

  

小米USB-A魔改快充系统历史

 

  

  小米历代手机快充从一开始5W到120W,存在有几个技术关键点,其中USB-A魔改快充与电荷泵技术的加入最为重要。早在2019年9月,小米9 Pro就搭载40W电荷泵有线快充与30W无线快充,配送45W USB-A充电器与对应的数据线。充电头网在评测小米45W USB-A充电器过程中发现,该充电器不止支持全新的小米私有快充协议,还在A口上实现了PD快充的支持,为小米未来快充道路定下了方向。

  

  小米45W充电器采用USB-A输出接口,微距摄像头拍摄发现,比常规的USB-A接口多了一个触点,这就是USB-A接口充电器能支持PD的关键,新增的这个触点可以为USB PD快充构建起握手信息传输通道。

  

  在配送的线材USB-A接口内也可以发现,相较普通的USB-A接口,增加了一个弹片,这个弹片与USB-C端CC引脚联通,可以完成PD通讯。

  

  USB-C接口为常规的USB 2.0接头,16PIN设计,可以看到紫色标注的那一根就是USB PD通讯必须的CC引脚弹片。

  为什么小米能够在USB-A接口中做到PD快充?是因为小米采用了特殊USB-A接口,新增用于USB PD快充通讯握手的CC触点,并且在原装数据线中也增加了这个CC弹片及内部的线路。

  充电器USB-A母座CC——数据线USB-A公头CC——数据线USB-C公头CC——手机设备USB-C母座CC全部连接起来,就可以与充电器内部的USB PD协议芯片通讯进行数据传输,请求并返回对应的电压电流档位。

  

  为进一步验证该现象,当时充电头网就采用ChargerLAB上位机进行通信监听,可以看到手机与充电器之间存在“收”“发”反馈通信,证实了小米45W USB-A接口充电器,的确是通过特殊触点支持USB PD功能的。

  

120W百瓦快充的诞生

 

  

  在确定了USB-A魔改PD系统 + 电荷泵快充的道路后,小米快充家族迭代升级并完善产品线,推出33W、40W、55W、65W、67W等快充划分,适用于不同机型使用。2020年8月11日,小米发布了小米10至尊纪念版,搭载120W有线快充以及50W无线快充。是首款正式发售并到达消费者手中的120W手机,也是小米首款超过100W充电功率的手机。

  

  小米10至尊纪念版配送了120W充电器与对应线材,充电器型号MDY-12-ED,基于小米魔改A口PD系统开发,通过特殊触点引出CC线芯用作USB PD通讯,电力传输依赖A口加宽弹片进行传输。小米120W充电器三维尺寸分别是63.5mm X 60.3mm X 28.4mm,体积108.7cm³,按照额定输出功率120W计算,其功率密度为1.11W/cm³。支持120W小米私有快充输出,兼容65W PD快充输出,并带有QC快充协议。

  

  充电头网在评测小米10 Pro至尊纪念版120W快充性能中发现,它配套的充电器同样采用单USB-A物理输出接口,接口内部为橙色胶芯,四颗弹片中最外侧弹片加宽设计以承载6A大电流。在胶芯的另一侧还可以看到额外带有一个触点,是用于PD通讯的CC触点,也是这套USB-A魔改PD系统与普通USB-A系统的区别所在。

  

  配套的线缆同样是特殊线材,虽然接口类型为USB-A to USB-C,但无法使用市面上其他同类线材替代。USB-A端网尾处可以看到6A的标识,接头为橙色底座,其中USB-A两侧触点加宽设计,和充电器端的USB-A接口内部一样,都是为了可以承载大电流的通过。

  

  细观察USB-A接头的内部,在内部可以看到一个特殊的弹片,这个弹片和充电器USB-A接口特殊触点接触,从而达到握手大功率快充的目的。

  

  通过拆解数据线发现,USB-C端子头线芯和PCB板焊接处注塑处理,内部带有一颗定制芯片,丝印MI logo和HA64字样,不止物理接口上进行私有化设计,在快充协议的通讯握手层面上同样进行私有化加密,所以无法与其他线缆互换使用。

  

A口魔改系统转型至USB-C

 

  小米采用A口魔改PD系统,内部带有加密芯片再搭配特殊触点的设计,与第三方配件并不兼容,可以确保主动权掌握在自己手中。另外通过特殊触点打通CC线,兼容USB PD快速充电标准,让大家手上的原装充电器也能发挥更大用途,为其他设备提供PD快充。既能保证自有生态的建设,又可以兼顾其他设备充电,这在几年前可以说是两全其美,但在2021年的今天,USB-A已不合时宜。

  如今手机众多配置卖点中,快充已成为继处理器、影像、屏幕外的重要参数指标,OPPO、realme、一加、华为等原本采用USB-A快充系统的手机品牌,先后推出多款USB-C接口充电器,努比亚、联想等品牌甚至连快充协议都不再私有化,直接采用通用USB PD PPS。消费者在选购手机时,不再只关注功率的大小,兼容性、通用性、生态圈等也是影响购买意向的部分。

  

  针对其他厂商在快充上的布局,小米将120W快充下放至千元机Redmi Note 11 Pro+身上,在主流性价比机型上给予竞争对手压力。高端市场方面,小米推出33W氮化镓、65W氮化镓、65W 1A1C氮化镓等一系列USB-C氮化镓充电器,通过高功率密度、小型便携、放宽兼容性等措施改善用户使用体验,这次发布120W氮化镓充电器,同样是对其他品牌的反击手段。

  

充电头网总结

 

  小米发布120W氮化镓充电器,采用氮化镓、平板变压器、灌胶均热等技术,功率密度达到了1.37W/cm³,再次拉高了天花板。与旧款小米120W USB-A充电器不同,小米120W氮化镓充电器采用USB-C输出接口,配送USB-C to USB-C数据线,除支持小米私有快充外,向下兼容其他功率小米私有快充,并支持通用的USB PD快速充电标准。

  过去两年间,各手机品牌快充功率战打得热火朝天,甚至好比冷战时期美苏抢先登月一样,在粗暴增长到达120W后,大家好像达成了共识,都放缓了脚步不再追逐大数字,转为改善用户的使用体验,从量变到质变。

 

作者:充电头网

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