自从说了两次「氮化镓充电器」之后，有小伙伴注意到之前倍思那款号称「全球首款便携数字电源充电器」的W氮化镓充电器，于是便对我提了个特别费神的问题，什么是「数字电源」？不得不说，这一届的小伙伴还真是有水平，特别是在难为人这一点上。不过既然有人发问，那我也就应该有所回应，今天就带大家了解一下关于手机充电器的技术，以及这个最新的「数字电源」又是个什么稀罕物。

「数字电源」作为现在的最新充电技术，经历前面三代「分离器件」、「模拟技术」、「数模技术」的发展，从最原始的器件方案到智能化的数字管理，说白了就像我们经历的功能机到智能机的演变。而实际上充电技术的发展，也正是与我们的手机发展是共同推进的。

那么在了解充电技术之前，我们再简单了解一下手机充电的原理，以便后面去理解这几代充电技术所做的改变。

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手机充电器充电的原理

手机充电器（也称手机适配器），是由一个稳定电源(主要是稳压电源)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。而想要获得更好更安全的充电体验，就要对充电器里面的各种器件功能进行相应调整。其中主要的有两个，开关电源和充电控制。

「开关电源」主要作用是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流，这个也就是我们现在快充能够主动调整电流大小的原因；

「充电控制」主要是指充电电路采用脉冲宽度调制（PWM）控制，可以对电池先进性大电流后涓流的智能快速充电。并由发光二极管进行指示（这个使用过万能充的同学一定了解，充满就绿了）。

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好了，了解充电器充电的原理，接下来我们开始走进这四代充电器技术的发展。

第一代-传统的分立器件

什么是分立器件？听起来似乎是比较有深度的东西，但换种说法你可能就觉得，就这！？分立器件也称分立元件，电子元件与电子器件的总称，也就是电阻、电容、二极管、三极管等独立的单独功能的元件。

而在最初的充电器上，我们用的充电器结构也相对简单，内部充电的控制全部靠主平台来控制，逻辑电路会设置流过电阻的电流来实现对电池充电电流大小的控制。由于当初的手机充电功率都近乎一样，所以对于电流的控制也不需要频繁更改，这种方案也就成了当时的主流。

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但正如一开始所说，充电器的发展是与手机的进化相关，电池容量变大以及追求更快的充电速度，也就带动着充电技术的发展。随着智能手机的普及，各大厂商为了能够带给消费者更快的充电体验，也就想办法在充电器上去提高效率。

不同的厂商所带来的不同方案，也导致着充电电压与电流不同，这对于分立器件的充电器来说就有了很大的弊端，充电电流小、散热差，强行提升电流电压所造成的危害不言而喻。而这也就意味着没办法满足智能机所追求快充的效果。

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第二、三代-趋于智能的模拟技术与数模技术

随着智能手机快充的发展，各家的标准拿出来后，充电器就不再是单纯的只输出一个标准，而是根据快充的变化来进行模拟调整。快充也无非是「大电压低电流」、「低电压大电流」以及「大电压大电流」。

但为了实现这个，充电头也得经过几番论证才能给出最优的方案。模拟技术作为连接上述各类物理信息与数字电子系统的媒介，设计核心在于电路设计，需要根据实际产品参数进行调整与妥协。

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而数模技术，则是在模拟技术的基础上，增加了对数字信号逻辑的强化，让原本完全依赖于元器件的模拟信号一部分数字化，脱离开来运用软件来进行模拟调试，提升充电时对电压、电流更精准、智能的控制。

那如何让一个充满元器件的充电头能与只能手机的充电协议相匹配呢？那就得靠电源管理芯片了。而主要的就是「模拟IC」与「数字IC」。

模拟信号是一切信息的源头。充电器连接电源后，内部的电流就会形成一种特定信号进行两端传输，过模拟信号的形式向外界传递信息，用来理模拟信号的集成电路就是模拟IC；举个例子，比如说将大电压通过电压互感器，直接变成方便测量的小电压，这个小电压就是模拟信号。

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数字信号是电子革命的关键，通过在充电过程中有系统性的记录、存储并且反馈到电子系统当中，这就是数字信号。数字信号被广泛的应用与计算、存储等领域，用于处理数字信号的集成电路就是数字IC。这个就是通常需要进行采样了，把采集到的模拟信号输入到AD转换器中，采样点越多描述就会越精确，越容易将数字信号还原成模拟信号。

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总得来说它们根据自身的特性，主要为充电带来的是电池充电管理以及监控与保护。

「电池充电管理」：结合各类稳压器技术以及负载开关装置，实现对电池充电的高功率密度、低静态电流、高散热性的要求，能够同时适配USB，Type-C等各类接口实现快速充电管理的控制IC；

「监控与保护」：实时提供电池电压、温度和电流的精确读数，精确的监控可提高电源使用效率，从而延长运行时间并降低电池尺寸和成本。

从这里就可以看出，对比第一代分立器件来说，模拟技术与数模技术通过电源管理芯片的加入，能够更加动态化的适配不同协议下的充电，同时也能提供更加安全的充电环境。两种技术来说，模拟更依赖于对于元器件的配合，而数字技术能够独立于元器件进行信号模拟，最直观的变化就是体积变小，功能更多。

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第四代-以智能为特性的数字技术

说到这，还得提一提我们的氮化镓充电器了，得益于氮化镓开关频率高、禁带宽度大、更低的导通电阻等特性，让快充变得更加高效又便捷。

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但目前为止，所有的氮化镓快充头所能做到的也仅仅是兼容，而非能够直接支持所有手机厂商的私有快充协议。而不管是第一代技术还是二三代，它们所能做到的也仅仅是在当时所支持的协议，如果手机厂商更改那就意味着充电头将失去兼容的资格。这就实在是太不环保了。

那如果有一种技术可以实现对充电头进行更加智能化的通信沟通，并且实现更新协议，岂不是就可以拥有更长久使用体验？没错，这种技术就是「数字电源」——采用数字方式实现电源的控制、保护回路与通信接口的新型电源技术。

体积更小、能软件协调、高集成度、更快的瞬时响应、具备监控、处理能力、灵活性和适应性强是数字电源的主要优势。

「数字电源」是指开关电源的外特性，利用DSP（数字信号处理器）或者MCU（微控制器）将数字电源驱动器作为控制对象，通过「软件」可以实现控制、管理、监测电源等功能。

从这些特性上，我们能够得到以下几点——

根据其智能化的特点，包括本身数字技术可扩展性和重复性的优势，数字控制只需设计不同的固件即可满足不同产品的要求。也就是以后如果某个手机产品的充电协议进行了更新，只要后期通过「软件升级」对其更新协议即可继续使用；同时依托于Type-c接口的推广，未来数字电源也将延伸到更多家用设备上，带来更大的便捷。

更小的体积，更便捷的快充体验；正如前面所说的，原本借助元器件实现的模拟信号被数字信号所替代，那么所利用的元器件也就越少，自然而然内部的空间就会不断被优化。最为直接的就是我们看目前所能见到的充电头产品，是不是功率越大反而体积却更小些了。

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更安全的充电环境。先进的控制管理、操作精确度和可靠性让数字电源不存在模拟电源会出现的误差、老化、温度影响等常见问题。今后小伙伴们对于担心充电头爆炸的思想可以再降一降。

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更长久的使用寿命；数字电源所新增的电源管理功能，能够将电源有效地分配给系统的不同组件，最大限度地降低损耗。虽然说我们不指望一头用到老，但至少在未来W甚至更高功率产品推出时，我们只需买一个就能有长久使用的条件了。

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更小体积，还能通过软件实现后期协议升级，倍思率先推出数字电源的氮化镓充电器，证明着其在未来市场上的潜力。手机充电器作为消费类电子市场上越来越成功的产品，各大厂商也在不断地使用新技术来提高自家产品的竞争力，而「数字电源」的推出对于我们消费者而言无疑是有极大益处。

同时随着智能手机快充的发展，充电器也意味着也将继续跟随发展的脚步而进化，而这个进化的方向毫无疑问正是「数字电源」。当然对于我们大多数人来说，它就和以前的氮化镓一样，只是一个概念，但是我们也相信它也会随着诸如倍思这样在充电领域内有技术实力厂商的推进而变得平常。我也期待着那个真正的「一头走天下」的时代来临。

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