科普向：关于手机快充的一切，都在这里了

2020年的今天，民用电池技术的发展己几乎停滞。能量密度的提升进入了瓶颈期。在前几年的发布会上，还能看到有厂家宣传自己的电池能量密度，更小的体积可以塞下更大的电池。

而现如今，众厂商发布会上会说自己的产品配备了一块 XX mAh的大电池。电池的衡量标准只有一个——容量。在手机尺寸和大小有限制的前提下，续航俨然成为了当今智能手机一个短板。续航不够，快充来凑，用更短的时间充更多的电，也算是曲线救国了。我们都知道， P= U× I，想要提高充电功率，可以提高电压或者电流。也就演变成了快充发展的三个大趋势：提高电压，高压快充方案；加大电流，低压大电流方案；我全都要. jpg——电荷泵。

「发展历史」2010年， USB- IF为了提升充电速度，规范充电及供电沟通流程，提出了 USB接口充电的BC1.2充电协议规范，最高支持到7.5W。2012年7月 USB- IF发布了PD1.0，在原有7.5w功率的基础上描绘了 USB3.0和 USB2.0接口最高可达100W供电能力的美好设想。由于当时方案协议信号的完整性及稳定兼容性问题，没有变成显示，这是真正的感知不强。2013年，高通发布了QC1.0快充协议——10W（5V2A）。修改引脚，增加通信协议来识别快充，从而解决了新老设备的兼容性问题。QC1.0协议把传输电流增大到了2A，从而达到10W的功率，相比于 BC1.2充电速度提升了40%。

2014年8月， USB- IF发布了 USB- PD2.0标准。同时，具有革命性意义的 TYPE- C接口面世！支持正反盲插，引脚数量大大增加，为未来的数据传输提供了足够的冗余。

PD2.0让 TYPE- C接口不但能传输电能和数据，还能输出音视频，并且速度大大增加。与 Micro- USB相比， TYPE- C接口最大支持20V5A即100W的功率。2014年底，高通QC2.0发布。高通也许知道当时 TYPE- C接口还没有大面积推广，在弱鸡 Micro- USB接口电流无法增加的情况下，把充电电压提升到9V，最高支持18W的功率。这也是高压充电方案的雏形。由于当时 USB- C接口极少在手机上使用，所以手机的主流快充协议仍然是高通。

此后的QC3.0~QC4+，则是一直钻研兼容性和安全。所以成为了目前市面上普及率比较高的充电协议。此时国内的厂商坐不住了，接口还是弱鸡的 Micro- USB，电力传输能力有限，还想增加充电功率怎么办——那就魔改 Micro- USB接口吧！ OPPO率先在 Micro- USB接口中增加2根电力传输线，5 Pin接口变成了7Pin，因此电流传输能力翻倍。

拥有5V4A共计20W功率的 OPOO VOOC协议伴随着“充电5分钟，通话2小时”的广告语，在市场中掀起了一波小高潮。

眼看着高通的 QC快充在市场名利双收，联发科也推出了属于自家的快充技术： Pump Express（PE1.0），由于和功率都是5V×1.5A=7.5W，存在感颇低。

随后，发布了 Pump Express Plus（ PEP）协议，标准功率12V×2A=24W。 PEP的原理和高通 QC2.0一样，都是在保证充电电流在当时标准 Micro- B线材安全的2A基础上，通过加电压来实现更大的充电功率。魅族早期的 mCharge1.0-4.0快充协议，本质就是基于联发科 PE协议。随着2016年底魅族和高通的和解，才逐渐兼容 PD/ QC等主流快充协议。随后的几年， TYPE- C接口走向了大众视野，接口的升级，意味着充电功率的升级。各个厂商也各自推出了自家的快充协议。

2015年底， USB- IF推出了 USB- PD3.0标准。但是，由于市面上的快充标准各不相同，如高通 QC4+/3.0、联发科 PE3.0/2.0、华为 Super charge、摩托罗拉 Turbo charge、 OPPO VOOC闪充、一加 DASH闪充、魅族 mCharge等等。快充市场群雄割据的局面也没有明显改善。2017年2月， USB- IF组织更新了了 USB- PD3.0的标准，增加了可编程电源 PPS( Programmable Power Supply)，旨在为当今的快速充电解决方案提供统一的规范。目前其已经实现对高通 QC3.0/4+、联发科 PE2.0/3.0、 OPPO VOOC、华为 SuperCharge等标准的收录，意味着可以完美支持这四种快充方案。 PPS规范将电压调幅渡缓解到为20mV一档，电压调整更为精准。同时，规定了3A以上的数据线必须配备 E- Marker芯片，简化传输协议、充电协议的握手程序。

USB组织甚至已经与中国工信部的泰尔实验室达成了共识，未来将与国标实现统一标准。

「简单说， PPS就是包含了众多充电协议的一个集合标准。」

华为最早的 FCP协议与 QC2.0协议类似，高压大电流9V2A的18W方案。高压充电最大的弊端就是发热严重，充电电压为9V，电池所需电压3.7V，这就需要在手机端嵌入降压元器件，降压过程损耗的能量（高达10%）转换成了热量，使得亮屏几乎无法快充。随后华为迎来了22.5W的 SCP协议，5V×4.5A，降低输入电压增大输入电流。不再需要降压元器件，因此发热问题得到了很好的改善。低压大电流方案当然也会有自己的弊端，那就是5A的大电流对电力传输线有了一定的要求。

随着对快充技术的重视，与产业链联合，首发了40W SCP协议，采用10V4A电荷泵高压直充。「好不容易从高压充电进化成低压充电，解决了发热问题，为什么又突然回到了高压？这就是迎来的快充的终极无敌解决方案——电荷泵！」电荷泵，一种特殊的变压元器件，在损耗极小的情况下可以将输入电压减半，电流翻倍。把高压快充电池端普遍不到90%转换率（约10%转换为热量）一举提升到了98%～99%左右。

说起电荷泵，不得不提到的就是魅族。2017年2月，在 MWC2017大会上，魅族展示了其全新的 Super mCharge快充技术，高达11V×5A=55W的功率。为快充行业进入高压高电流直充开拓了新的方向。黄章曾在微博表态，争取18年量产电荷泵技术，但是很可惜，魅族似乎忘记了这件事。以华为40W SCP协议举例，充电器端输入10V4A，经过电荷泵的高效率转化，变成5V8A的电流充入电池。电荷泵的神奇之处就在于超高的转化效率，极小的发热使得高压快充再一次成为可能。

同时，为了进一步提高充电效率， OPPO Find X兰博基尼版等一众追求充电速度的厂商推出了双电芯并联的方案，两块电芯同时充电，效率大大提高。

现如今，已经有很多品牌的旗舰机都采用了电荷泵充电技术，比如华为，小米， iQOO，红魔等等。去年三月份，小米展示了快充方面的最新进展：100瓦功率的有线快充，一部4000毫安时电池的手机仅需17分钟即可充满。国内的众多厂商，在手机快充这方面，走在了世界前列，远远超过三星苹果等国际大厂，期待早日量产！！！

「苹果，快充发展中的一股泥石流。」最早我们都知道用 iPad充电器给手机充电更快，这就是最初 Apple2.4A充电协议，最大约12W。 iPhone8之后的机型开始支持 PD快充，但是还是随机附送5w安全充电头，让你更好享受充电的乐趣。同时，苹果制订了自己的一套配件标准，那就是 MFi认证， Made for iPhone/ iPod/ iPad的缩写，是苹果对其授权配件厂商生产配件的一种标识许可。本意是为了用户的充电安全，但是极高的授权费用暴露了资本家丑恶嘴脸，拿最新的 C to L线中的C94端子来说，一个就要20块人民币，真徒增成本[ t耐克嘴][ t耐克嘴]

「快充究竟伤不伤电池？」答案是肯定的，当然伤电池，5V1A的安全充电也伤电池，电池只要在用，就会有损耗。经过这么多年的技术积累，无数的工程师针对快充设计的电池，使这个损耗越来越小。人生很短暂，快充帮你省下的大把时间，拿来做有意义的事情岂不是更好。况且国内厂商更换电池的价格如此便宜，一百多块乃至几十块就能更换一块品质良好的原装电池。总结下来，快充和手机都是为你服务的，正常使用即可，完全没必要担心。