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從入門到精通 最詳細(xì)的快充技術(shù)科普

2015年下半年的機(jī)型，基本上都配備了快速充電技術(shù)。一般來說，我認(rèn)為充電功率超過10W（也就是5V 2A）才能稱之為快速充電。

先簡單介紹下手機(jī)充電的進(jìn)化：

一開始手機(jī)電池都不大，這個時候USB接口默認(rèn)的5V 0.5A就可以滿足充電的需要；但是當(dāng)智能機(jī)出現(xiàn)之后，由于對性能的大幅度渴求導(dǎo)致功耗上升，0.5A已經(jīng)滿足不了需要了；于是定義了一個增強(qiáng)的USB充電識別標(biāo)準(zhǔn)： BC 1.2。它將充電電流最大擴(kuò)展到5V 1.5A。

常識1：

手機(jī)充電電流是手機(jī)來控制的，而不是充電器。也就是說手機(jī)就是大壩，充電器只是水庫，手機(jī)會智能檢測充電器的負(fù)載能力，充電器功率大質(zhì)量好，手機(jī)就會允許充電器加載更高的電流；充電器設(shè)計(jì)輸出電流過小，那么手機(jī)也會限制給自己充電的電流。

這就是為什么我們要選購大功率充電器的原因，例如一臺手機(jī)最大支持5V 1.5A的輸入，你買個5V 1A的充電器，就會導(dǎo)致手機(jī)只能以5V 1A來充電，不僅充電速度慢，而且因?yàn)槌潆娖饕恢比?fù)荷工作發(fā)熱嚴(yán)重；反之你買個5V2A的充電頭，手機(jī)會控制只輸入1.5A的電流，充電器負(fù)載較低，有充足的余量。

沒錯我其實(shí)說的就是蘋果，iPhone 6/Plus分別最高支持5V 1.5A/2A的充電，但是吝嗇的蘋果標(biāo)配充電器只有5V 1A。對于1800多毫安電池的iPhone6來說其實(shí)無關(guān)緊要，但是對于接近3000毫安時電池的iPhone6 Plus來說簡直要了親命！

實(shí)際測試中，iPhone 6 Plus使用iPad充電器的峰值充電電流能到5V 1.9A，原因只有一個那就是節(jié)省成本，畢竟庫克是要賺大錢的人。任何腦殘果粉妄圖在這個問題上洗地都是可笑的行為。

目前來看，iPhone 6S/6S Plus應(yīng)該也會延續(xù)這個風(fēng)格，大家可以在富連網(wǎng)上搶先購買，然后再買一個iPad充電頭，齊活~~


好的，我們繼續(xù)談歷史。其實(shí)5V 2A就是高通所謂的Quick Charge 1.0技術(shù)。當(dāng)然實(shí)際上為了防止充電器滿負(fù)荷，一般手機(jī)都是限制到了5V 1.8A左右的。安卓手機(jī)5V 2A的充電技術(shù)沒有什么限制也沒有識別協(xié)議，大家都可以用。

但是蘋果是個例外，惡心的蘋果不僅Lighting數(shù)據(jù)線有認(rèn)證，充電器也是有認(rèn)證的，蘋果設(shè)備檢測到非原裝充電器會限制電流到5V1A甚至0.5A

所以蘋果帶了一個極壞的頭，為了自己的利益刻意制造硬件認(rèn)證和軟件限制，導(dǎo)致大家的設(shè)備不能通用；腦殘果粉別洗地說你果為了安全blabla，劣質(zhì)充電器不管是什么玩意，對你和設(shè)備的傷害是一致的！5V 2A跟1A并不會有什么區(qū)別，5V 1A的假冒蘋果充電頭電死人的消息少嗎？

于是高通啥的如夢初醒，原來還能這么賺錢？結(jié)果現(xiàn)在各家的私有協(xié)議紛紛出爐，也就是說如果你不小心手機(jī)買多了，還得配上好幾個不同的充電頭！

我們都知道，要想提高充電速度，關(guān)鍵在于提高充電的功率。功率（W）=電流X電壓，充電器先把市電220V降壓到5V輸出到手機(jī)Micro USB接口，然后手機(jī)內(nèi)部電路再降壓到4.3V左右給電池充電。這里面一共有兩個降壓的過程。

 
之前充電器輸出電壓都是5V，大家想著怎么提高電流；但是當(dāng)達(dá)到5V 2A之后，瓶頸就來了：電流再增加勢必造成大批Micro USB接口和數(shù)據(jù)線無法承受。


 

目前通用的Micro USB接口和我們的USB數(shù)據(jù)線，一般來說只能在2A的電流下保證安全高效的傳輸，電流超過2A硬件就受不了。質(zhì)量比較牛逼的倒是可以上3A，問題是必須考慮到劣質(zhì)數(shù)據(jù)線和USB口的可能性，一味的提高電流，在這些劣質(zhì)配件上很容易出事故。

于是機(jī)智的高通就提出一種高電壓技術(shù)路線-- Quick Charge 2.0：我們?yōu)楹尾惶岣叱潆娖鞯?span>USB接口的電壓呢？這確實(shí)是一個非常好的想法，提高電壓可以在數(shù)據(jù)線電流負(fù)載不變的情況下提高充電功率，接口和數(shù)據(jù)線都不用更換，大大節(jié)省了成本。

高通在Quick Charge 2.0上設(shè)計(jì)了兩種方案----A類和B類。手機(jī)使用的A類可以提供輸出5V、9V、12V三種電壓，實(shí)際上基本上都只用9V這個檔位。B類方案電壓將支持到5V、9V、12V、20V四種電壓，功率可以達(dá)到60W，不過標(biāo)準(zhǔn)B基本上是給平板和筆記本準(zhǔn)備的。

今年9月，高通在2015 3G/LTE Summit技術(shù)峰會上又帶來了Quick Charge 3.0，諸多方面進(jìn)行了提升：在Quick Charge 2.0的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了靈活性，特別是在充電選項(xiàng)方面。在[color=rgb(68, 68, 68) !important]QC2.0提供5V、9V、12V和20V四檔充電電壓，QC3.0則以200mV增量為一檔，提供從3.6V到20V電壓的靈活選擇。這將允許手機(jī)獲得恰到好處的電壓，達(dá)到預(yù)期的充電電流，從而最小化電量損失、提高充電效率并改善熱表現(xiàn)。





我們可以簡單計(jì)算一下，小米4/NOTE，輸入限流9V 1.2A，實(shí)際功率也和5V 1.8A是一樣的了，但是電流直接小了1/3，也就是說數(shù)據(jù)線和接口的損耗大幅度降低了。



而對于真正實(shí)現(xiàn)了快速充電的，比如三星S6/EDGE來說，低電量時的峰值充電速度可以達(dá)到9V 1.5A左右，功率大約為14W，比5V 1.8A提高了約50%。這才是名副其實(shí)的快充。

當(dāng)然MOTO X STYLE/聯(lián)想P1/魅族PRO5，基本上都到了20W左右的充電功率，比起S6又是不知道高到哪里去了~~

常識2：

手機(jī)充電時的電流并不是一直不變的，當(dāng)你的手機(jī)處于低電量的時候，手機(jī)會要求充電器全速工作補(bǔ)電，這就是所謂的峰值。在這個時候充電器和手機(jī)的降壓電路火力全開，充電速度非常快，但是損耗和發(fā)熱也很大。

一般沖到60%~80%的時候，根據(jù)各個廠家設(shè)定的不同，手機(jī)會給充電器發(fā)送信號降低電流，以達(dá)到保護(hù)電池、降低損耗、減少發(fā)熱等目的；在后面這個階段，充電的功率是大幅度降低的，也就是我們常說的涓流補(bǔ)電。

 
再說一次，充電電流控制在手機(jī)手里，跟充電器沒有一毛錢的關(guān)系，充電器只能被動的適應(yīng)手機(jī)的需要，同樣的電壓下不存在所謂充電器功率過高沖壞手機(jī)的愚蠢說法；當(dāng)然如果你做死用只有9V電壓的充電器充限制電壓5V的手機(jī)肯定會出事。

不過高通怎么會大發(fā)善心推動大家一起進(jìn)步呢？Quick Charge 2.0是有所謂的識別過程的，識別不出來你就滾回5V慢慢充電吧。

而且高通對硬件的控制非常強(qiáng)，支持Quick Charge 2.0的產(chǎn)品需要通過認(rèn)證；高通授權(quán)給了UL實(shí)驗(yàn)室來做（MTK快充認(rèn)證也是），QC 2.0認(rèn)證費(fèi)1500美金，約合1萬人民幣每款，認(rèn)證周期2-6周。同時還會威逼利誘廠家使用高通的SMB芯片來做快充方案（手機(jī)不用說，移動電源也會讓你用SMB）。

于是大家得到了啟發(fā)，紛紛開始做自己的私有識別協(xié)議。比如MTK的那個PUMP  EXPRESS PLUS啊，華為在榮耀7上自己搞的識別協(xié)議啊。但是這些貨色基本原理是一樣的，那就是從5V開始充電，然后充電器和手機(jī)互相識別，在電流最高2A的情況下提高充電器到手機(jī)USB端口的電壓。


還有一大堆馬甲出現(xiàn)，比如三星FastCharge，華碩手機(jī)的快速充電，其實(shí)都是Quick Charge 2.0的馬甲；而魅族的mCharge則是MTK PUMP  EXPRESS PLUS的馬甲。



不過據(jù)說三星從NOTE 4開始也是有自己的識別協(xié)議的，先檢測自己的再檢測Quick Charge2.0，所以對三星手機(jī)來說不挑充電器，只要支持Quick Charge 2.0就行。

但是華為和使用了MTK PE的魅族就不行了，必須搭配自家的專用充電器；比較搞笑的是他們家的充電器反而支持QuickCharge 2.0，可以給三星或者小米的手機(jī)實(shí)現(xiàn)9V快充。這是因?yàn)槌潆娖鞯?span>QC認(rèn)證高通管的不是很嚴(yán)，想做就做了，只要你不宣傳、不打Quick Charge 2.0的LOGO就沒事。

不過這些快充技術(shù)的具體原理都差不多：充電器與手機(jī)進(jìn)行通訊，一開始會使用5v電壓正常充電；若手機(jī)支持快速充電協(xié)議，則手機(jī)會與充電器進(jìn)行短暫的通信；充電器收到正確的信號之后，開始輸出9v電壓。（過程見下圖，使用MX 5示意）

其中的不同在于Quick Charge 2.0以及華為的私有協(xié)議是通過micro USB接口中間兩線（D+D-）上加載電壓來識別，識別正確才會上9V；而且魅族等實(shí)用的MTK PEP技術(shù)則是通過電流波動進(jìn)行識別。

相對來說MTK的技術(shù)對線材的要求會降低，因?yàn)?span>QC 2.0的識別方式要求數(shù)據(jù)線必須能夠傳輸數(shù)據(jù)，如果線材缺失傳輸數(shù)據(jù)用的D+D-就只能5V了；但是MTK PEP技術(shù)則毫無壓力，因?yàn)槭请娏鞑▌觼碜R別的，只要你這根線能通電我就能識別出來。

而至于最近出現(xiàn)的Quick Charge 3.0，則是在Quick Charge 2.0的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了靈活性，以200mV增量為一檔，提供從3.6V到20V電壓的靈活選擇。

翻譯成人話就是：QC 3.0其實(shí)總功率和實(shí)現(xiàn)方式跟QC 2.0沒啥區(qū)別，只不過QC 2.0大家一般都是9V，直到最近聯(lián)想P1才到了12V 2A左右；而3.0直接把手機(jī)的最高標(biāo)準(zhǔn)都弄到了12V（注意12V是手機(jī)，20V是給平板、筆記本準(zhǔn)備的），要不怎么能“與Quick Charge 2.0相比，幫助提高快速充電速度最高達(dá)27%”。

同時高通“積極學(xué)習(xí)”MTK PEP的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，從以前粗放的電源管理進(jìn)化到了200mV一檔的精細(xì)管理，提高了充電效率降低了損耗blablabla，號稱“與Quick Charge 2.0相比，減少功率損耗最高達(dá)45%”。總而言之，MTK領(lǐng)先高通1年~~

看到這里大家就知道了，現(xiàn)在快充門檻不在技術(shù)上，而在于各大廠商跑馬圈地搞的這些亂七八糟互相不通用的狗屁識別協(xié)議上，這就是科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中遇到資本主義的無奈。當(dāng)然并不是沒有大一統(tǒng)的識別協(xié)議，USB推廣小組早在2012年7月份就制定了USB PD 充電協(xié)議，全稱“USB Power DeliverySpecification”。


 
USBPD根據(jù)可供給的電力設(shè)定了10W、18W、36W、60W、100W五級規(guī)格。PD技術(shù)不僅充電功率強(qiáng)悍，更牛逼的是這貨可以實(shí)現(xiàn)雙向充電，也就是說兩臺電腦用USB線連接可以互相充電，比起QC這種單向充電的不知道高到哪里去了！


然并卵，PD并不是一個USB強(qiáng)制協(xié)議，只是蛐蛐一個可選配的標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下高通這種豪強(qiáng)怎么可能買賬？QC標(biāo)準(zhǔn)還不是推推推~~現(xiàn)在就看蘋果的態(tài)度到底如何了，如果蘋果決定下一代產(chǎn)品加入USB PD協(xié)議，業(yè)界這群墻頭草必然瘋狂跟風(fēng)。

還有，USB PD充電協(xié)議并不是跟Type C捆綁的啊，這就導(dǎo)致出現(xiàn)了很多奇怪的事情；比如樂視第一個在國內(nèi)洋洋得意的推出Type C接口的手機(jī)，但是樂1在初始軟件版本中把自己定義成一個充電器……..如果你那時候拿New MacBook的TypeC充電器連接樂1，你會驚奇的發(fā)現(xiàn)，這兩貨誰都不鳥誰，無法充電~~（也不知道現(xiàn)在解決了沒有）

 
常識3：

我們前面提到，電流再增加勢必造成Micro USB接口和數(shù)據(jù)線無法承受。實(shí)際上新的USB Type C接口就是為了改變這個問題。

Type C接口的觸點(diǎn)數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口，這就使得它能承受的電流強(qiáng)度大大增加；同時Type C加入了互相識別的步驟，可以把自己定義成充電器或者受電設(shè)備。換句話說USB Type C天然支持快充，同樣的電流下USB Type C損失也會更小，而且可以支持雙向充電。

所以說使用了USB Type C而不支持快充都是耍流氓，比如一加2，只能5V簡直2333；指紋識別—電容感應(yīng)用的FPC公版模組就不說了，目測快充的發(fā)熱和成本也搞不定，最終為了省錢直接給砍了，然后blabla什么端口過長……..為了Type C而Type C的想法也是醉了。

 
目前來說的話，主流手機(jī)的實(shí)測充電峰值功率見下圖。

 
可以看到雖然小米是國內(nèi)很早上QC 2.0的廠家，但是蛐蛐9V 1.2A的參數(shù)相比5V 2A毫無優(yōu)勢，甚至因?yàn)殇噶鞒潆姇r間過長導(dǎo)致充電效率被5V 2A吊打，“快充不快”也是個比較搞笑的事情；直到小米NOTE 頂配版才把電流放開到1.5A。

而魅族從搭載PEP快充技術(shù)的MX 5開始一路狂飆，MX5的9V 1.8A已經(jīng)足夠狂暴了，沒想到PRO 5直接上了12V 2A…….功率提升到20W以上才真正體現(xiàn)了快充的實(shí)用價值。

常識4：

對于搭載了像Quick Charge 2.0或者MTK PEP快充的手機(jī)來說，不僅電流是自適應(yīng)的，電壓也是自適應(yīng)的。什么意思呢，比如MX 5/榮耀 7，親測使用6~7V的不穩(wěn)定電壓，也可以給手機(jī)充電，手機(jī)的電路會自動適應(yīng)并進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換。

于是我們就發(fā)現(xiàn)了一個非常好玩的東西，如果你的手機(jī)（如榮耀7）使用了私有協(xié)議進(jìn)行9V或以上高電壓充電，同時專屬充電器非常昂貴或者稀缺，那么可以直接TB弄一個高電壓的充電器（電壓在手機(jī)承受范圍之內(nèi)，例如路由器的9V電源），改造或者轉(zhuǎn)接一個MICRO – USB口，直接插到手機(jī)上強(qiáng)X充電~~

 因?yàn)槭謾C(jī)能自適應(yīng)電流電壓，這事并沒有什么太大的危險……只要你的充電器是正規(guī)廠家生產(chǎn)的就行。當(dāng)然如果你屁都不懂，還是不建議這么玩。

接下來我們說說快充的另一條技術(shù)路線，沒錯，那就是OPPO的VOOC閃充。前面提到高電壓充電技術(shù)是因?yàn)殡娏鞒^2A硬件就受不了；于是OPPO想了個簡單粗暴的辦法：從頭到尾改造硬件！

同時因?yàn)檎w設(shè)計(jì)拋去了大量增降壓路線，線路損耗比QC等高電壓方案小得多（可以看作大部分發(fā)熱組件都扔到充電器里面去了）；功率大大增強(qiáng)的同時發(fā)熱卻能做到優(yōu)秀的控制，不得不說是一種極為成功的快充設(shè)計(jì)。

VOOC閃充有很多的閃光點(diǎn)，其技術(shù)指導(dǎo)思想就是用高成本換高功率和低發(fā)熱；這和其他快充技術(shù)盡可能立足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，小投入大產(chǎn)出的思路確實(shí)不同。結(jié)果就是OPPO FIND 7獨(dú)孤求敗了兩年多，盡情的碾壓后輩。

但是VOOC閃充并不是沒有缺點(diǎn)，首先就是充電器的個頭，FIND 7的閃充充電器個頭無以倫比，不管是攜帶還是插孔都不是很方便，不過OPPO后期有過改進(jìn)，充電器體積大為縮小。

 


其次，因?yàn)槿坎捎?span>OPPO自己的設(shè)計(jì)方案，VOOC閃充只能在OPPO高端機(jī)型上使用，通用性幾乎為0；給其他手機(jī)只能最高5V 2A，當(dāng)然出于商品競爭的角度可以理解。

第一代閃充5V/4.5A（22.5W），賽爾康代工；第二代閃充5V/5A（25W），光寶代工；第三代閃充5V 4A，20W，由光寶、天寶和航嘉三家代工。

最后，VOOC閃充成本太過高昂，特制的充電器、數(shù)據(jù)線、電池導(dǎo)致整機(jī)售價也收到了影響，而且據(jù)說電池也是犧牲了壽命獲取對高電流的耐受性。而且OPPO在屏幕和觸控IC啥的堪稱喪盡天良，1萬K超高色溫的垃圾屏幕和延遲成狗的觸控出現(xiàn)在3000的機(jī)器上，唯有OPPO一家。

而且其他廠商也沒有干等著，9月份最新的幾款產(chǎn)品，如MOTO X STYLE/聯(lián)想P1/魅族PRO 5，基本上都到了20W以上的充電功率，在這種情況下VOOC的優(yōu)勢被無限削弱了。

（實(shí)際上MOTO X STYLE峰值大約是9V 2.2A，接近20W）

 
雖然VOOC輝煌一時，但是以上問題，再加上高電壓充電的產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)在太過龐大，也讓VOOC的優(yōu)勢大大減少，反而成本問題更顯突出；這些迫使OPPO做出了降低功率減少成本（最新產(chǎn)品只有5V 4A共20W），以及準(zhǔn)備換裝QC 3.0技術(shù)的討論。

安全性

當(dāng)然對于消費(fèi)者來說，最關(guān)心的問題就是：手機(jī)充電速度突飛猛進(jìn)，手機(jī)和電池會不會充到燃燒甚至爆炸？其實(shí)手機(jī)電池發(fā)展速度并不是人們想象中那么慢，根據(jù)目前手機(jī)電池的發(fā)展情況，安全的充電電流是1C，新型的電池目前已經(jīng)能支持到1.5C、甚至2C的充電能力。

1C是個什么概念呢？舉例來說，一顆3000mAh耐受電流最大1C的電池，它的充電電流不超過3A。而現(xiàn)在2C的電池也開始應(yīng)用，所以沒必要擔(dān)心，這個需求極為強(qiáng)烈的行業(yè)進(jìn)化速度是極為猛烈的。

就目前的情況來看，手機(jī)電池的充電電流倍率上限通常不是手機(jī)充電速度的瓶頸，不管是QC還是MTK的PEP技術(shù)，充電功率都完全在電池的承受范圍之內(nèi)。可以說在手機(jī)正常的壽命范圍之內(nèi)，快速充電技術(shù)完全不會造成任何影響。

而且給電池充電電流的額定值，是手機(jī)主板內(nèi)設(shè)定的，手機(jī)并不是傻子，遇到緊急情況會自動調(diào)節(jié)的；更不用說充電速度越快，代表手機(jī)的定位越高端，用料越是好，安全措施越是到位，越是不容易出問題。

快充的意義

其實(shí)就目前的快充技術(shù)來說，因?yàn)橛袖噶鞒潆娺@一過程的存在，0-100%充電時間也要1小時10分左右；有些人手機(jī)沒有快充也就多半個小時，于是他們覺得快充沒什么用；有些人認(rèn)為自己一天到晚插著充電，所以快充沒什么用。

當(dāng)然每個人都有自己的想法都有自己的實(shí)際，但是科技的最終目的正是通過不斷的進(jìn)化改變?nèi)说南敕酥列袨榱?xí)慣。

快充的最大意義，我認(rèn)為就是爆發(fā)性的沖刺充電階段。特別是目前新機(jī)型的功率普遍上了20W，那么在3000毫安時的電池下，10分鐘可以充大約25%，30分鐘可以達(dá)到60%以上！

這意味著什么呢？意味著將會完全改變我們的充電習(xí)慣乃至使用智能機(jī)的習(xí)慣！過去充電速度不夠快，我們只能慢慢的等待，于是有些人發(fā)展出了晚上睡覺插著充電的習(xí)慣；移動電源也大行其道，因?yàn)闆]人能忍受在充電器旁邊等待兩三個小時。

但是有了快充，一切都會發(fā)生變化。即使晚上忘記充電導(dǎo)致電量過低甚至關(guān)機(jī)，只要你早上洗漱時順手一插，出門之前就有足夠“安全”的電量；當(dāng)你在外為了業(yè)務(wù)不斷奔波時，只要在吃飯的空檔接上電源，吃完了抹抹嘴，你就會發(fā)現(xiàn)又可以穩(wěn)定的支撐一下午的需要；當(dāng)你臨上高鐵沒電了，列車又是不帶插座的老型號，那么只要在等待區(qū)充10分鐘就能讓手機(jī)支撐數(shù)小時的車程，配合覆蓋越來越廣的3/4G就能完成你的工作、娛樂需求；所以說， 快充恰恰適應(yīng)了目前智能手機(jī)碎片化使用的實(shí)際情況。

快充的意義不僅僅在于節(jié)省的那一兩個小時，更重要的是，快充能夠在重要時刻減少你不必要的時間浪費(fèi)，提供更多的使用時間，讓你抓住關(guān)鍵機(jī)會實(shí)現(xiàn)更高的價值。讓用戶不被充電時間所束縛，不用再為電量擔(dān)心，不用守著插座坐立不安，甚至大大減少使用移動電源“掛尿袋”的機(jī)會，這就是快充的意義。

換句話說，你的時間越值錢，快充對你越有意義；你的時間越廉價，快充就沒那么重要。