手机快速充电原理

大山雄鹰

手机快速充电原理
什么是快充？
快充、快充。快充就是快速充电的简称。快速充电发展到今天已经是取得了很大的突破了。从最早的祖传五伏一安，到现在上百瓦的数十安的速度可谓有了一个质的飞跃。
快充的应用已经很广泛，最近几年的手机如果没有快速充电，都不好意思。当然各个手机厂商之间的协议也不一样。
由于快速充电的功率快速飞升，以往的计量单位以及不足以满足各个厂商间的互怼。那么就有一个新名词“卢”出现了。1卢=10W；

苹果祖传的五伏一安只有0.5卢。而像小米某些机型已经到达了12卢。

快充的原理？
各个厂商提出了自己的快充，总结下来无非这三种。1.低压高电流；2高压低电流；3.高压高电流；
1.低压高电流(I)
要提升功率，最简单的方法莫过于提升电流，将电流拉高即可快速充电，于是高通Quick Charge(QC)技术出现了，在检测USB的D+D-之后，允许输出最大5V 2A的电，高通Quick Charge(QC)-最高支持5V2A(10W=1卢)，为最常见的快充方案，只是因为这方案太常见了，所以通常小于等于10W的方案已不会称为快充了。OPPO VOOC/OnePlus DASH-同样是提升电流，但OPPO/OnePlus做得更进阶，VOOC/DASH最高支持5V4A(20W)，足足比高通的QC快了一倍，且因电压不高，所以发热量少，但是此方案需要特规充电器、特规充电线，手机也只有OPPO/OnePlus自家部分手机支持，在支持性上较弱。
华为Super Charge Protocol(SCP)-一样为提升电流，不过最低电压可达4.5V，支持5V4.5A/4.5V5A(22.5W)两种模式，相较于VOOC/DASH又快了一些。
但5V 2A哪够?现在的快充动不动就18W起跳。也许你说那就提升到3A呀?不行，电流提升后，对于充电线的要求也提升，充电线需要更粗，以传输如此大的电流，所以下一种快充方法出现了。
2.高电压低电流(V)
在电流有限的情况下，拉高电压实现快充成了第二个解决方案，于是这时高通Quick Charge 2.0(QC2)登场，借由将电源提升至9V 2A，实现了最高18W的充电功率，然而9V的电压不符合USB的规范，所以同样地借由D+D-来判断设备是否支持QC2快充。高通Quick Charge 2.0(QC2)-最高支持9V2A(18W)，第二常见的方案，包含华为Fast Charge Protocol(FCP)/三星闪充都是由QC2.0延伸出来的，但是此方案因电压较高，易发热。
联发科Pump Express Plus(PE+)-支持5/7/9/12V 3/4.5A(最高15W)，使用此方案的手机很少。
USB Power Delivery 1.0-支持多种方案，5/12/20V 1.5/2/3/5A(最高100W)，针对多种设备设计，可为笔电充电。(需要新款的接头、安培数够大的线)
但是…高电压意味着更多的耗损，手机的锂电池一般为4V，为了充电，手机内有颗充电IC来控制充放电的过程，以及将5V的电压降到锂电池的运作电压(约为4)，如果将充电电压提升至9V会造成能号损失更严重，以致手机发烫，所以此时新一代的快速充电技术又出现了。
3.高电压(V)高电流(I)——动态控制
既然单方面提升电压、电流有缺点，那就两个都提升吧!借由动态调整充电电压，使手机在充电时不会发生过热。比如小米的12卢快充，华为的SCP(4卢、6.6卢)等等。
快充的分类？
常见的有华为的SCP（4.5V/5A,5V/4.5A,10V/4A,10V/2.25A,11V/6A）、FCP(9V/2A)；华为 SC/FCP协议。SCP全称Super Charge Protocol，FCP全称Fast Charger Protocol，二者都是华为自家的私有协议。FCP协议诞生较早，采用的是类似QC 2.0和PE协议的“高压型小电流”方案，输出规格为9V 2A 18W。2016年后，华为推出了全新的SCP协议，采用的是类似OPPO的“低压大电流”方案，好处同样是在增大功率的同时，减少发热。SCP的规格为4.5V/5A或5V/4.5A，也就是22.5W，最早在Mate 9就已经搭载，最近的华为P40也是这一技术支持下的22.5W快充。后来在这一协议的基础上，华为又增加了电荷泵技术，将充电电压降到5V左右，同时将电流从4A提升到8A，也就实现了40W的超级快充。最新的P40 Pro以及P40 Pro+上支持的40W正是源于这一技术原理。此外，在华为Mate X上也出现过65W的超级快充，实际上也是和oppo的思路一样就是双电池充电，但是不同的是每块电池用的是电磁隔离的来达到实际60w充电速度。

OPPO的VOOC闪充(12V/10A)；早在14年的时候，OPPO就推出了VOOC 1.0，与主流快充采用高压方式不同，VOOC闪充采用的是低压高电流的方案。在当时，5V/2A 10W的充电器是市场主，5V/4.5A 22.5w的VOOC闪充绝对是另辟蹊径的做法。相比传统的高压快充，低压快充温控更好，效率更高，3000毫安时的Find7可以在30分钟内充电到75%，要知道当时还是2014年。此外由于电池系统、线材、充电头都被重新定制过的，所以一般充电器都不适配VOOC闪充。VOOC闪充也经历了多个版本，发展到今天的superVOOC。2019年9月份，OPPO又发布了全新的 superVOOC 2.0，这一最新的快充技术也被用在今年发布的OPPO Find X2 Pro、OPPO Ace2 等机型上。superVOOC 2.0 采用了双电池串联方案，以及全新的电荷泵技术，将双电芯的电压减半，兼顾效率和安全性，最终实现10V/6.5A，65W闪充。即使是亮屏状态下，也能保持闪充。

高通的QC快充(9V/2A,4~12/3A)；QC快充协议，全称Quick Charge，是高通公司发布的快充技术，到今天，已经经历了5代，来到了QC 4.0+。由于是手机芯片的龙头大哥，所以高通很早就在自家芯片商集成了快充协议，但是很多非高通处理器的手机也是可以支持QC快充协议，因为PD快充协议兼容QC协议。QC 2.0，开启了高电压充电时代，提供了5V、9V、12V、20V四组电压档位；QC 3.0时代，细化到以0.2V为一档调整；QC 4.0支持3.6-20V波动电压（接口要求必须为USB C）；QC 4.0+在4.0的基础上兼容QC3.0和QC2.0。除了QC 4.0只兼容PD协议以外，QC 2.0、QC 3.0、QC 4.0+都是向下兼容低版本。

这么杂的快充有没有那一种快充能够全部都兼容呢。大一统出现了那就是PD4.0快充，几乎兼容了大部分。

私有协议种类繁多，种类也很混杂，兼容性不可一论。OPPO 的 VOOC 闪充可以兼容一加的 WARP，realme 的 DART 闪充，它们之间的充电器可以通用。vivo 的 FlashCharge 速度也相当不错，不过兼容性不如 OPPO，只能用于自家的机器。
华为的快充协议分为 FCP（Fast Charge Protocol）和 SCP（Super Charge Protocol），前者在早期用的比较多，属于高压快充的流派。现在主要以 SCP 为主，目前最高支持到 40W，也是只支持自家的机器。
小米的快充比较特殊，它采用魔改 PD 协议的方式，而且在数据线 A 口内加入了一颗 CC 触点，使得它支持 PD 快充，需要专门的充电线和充电头。所以，小米快充也只能给自家使用。

以上只是常见的私有协议，因为私有协议相互不兼容，使得消费者在购买充电设备时还得多留个心眼，为了防止这种割据的情况，市场需要一个通用的快充标准，这便是「公共协议」的由来。目前市面上多数带有私有协议的厂家，也会同时兼容部分公共协议，让不同品牌的充电器之间也能启动快充。

目前；快充协议众多，无法全部总结，谨以此文做一简要介绍。