手機近幾年的發展越來越迅速,不僅僅是屏幕的增大,電池容量在不知不覺間也增大不少,但是相比之下,電池仍舊是傳統的鋰電池,沒有什麼實質性的改變,充電速度沒有得到根源性的突破,由此誕生了五花八門的快充技術來解決充電時間長的問題,從 10W 到如今生活中最高的 40W 超級快充。

市面上存在太多快充技術了,各個廠家之間的優劣性也不同。但是如今提高充電速度的方法無非就是調整手機的電壓與電流的輸入值,進而縮短手機的充電時間。目前市面上常用的快充模式有高電壓恆定電流、低電壓高電流、高電壓高電流三種模式。就僅僅針對這三種模式,就衍生出了多種的快充協議。

高通 Quick Charge

首先是最普遍的高通QC(Quick Charge)協議,普遍的原因在於其處理器稱霸手機市場,目前高通的快充協議是通過增大電壓的方式,去達到快速充電,但是高電壓就需要減低電流來讓設備安全。高通前兩代的 QC 協議快充,其實從技術上說,並無太大的變化,所以應用並沒有太廣泛。

直到高通的 QC 協議第三代才開始廣泛應用,QC 3.0 採用的是電壓智能協商算法(INVO),能夠以輸入電壓以200mV為一檔自適應調節,進一步方便的廠商根據自家的產品對快充進行調整。現在最新的 QC 4.0 協議,根據官方數據,相比 3.0 在充電速度上提升了20%,效率提高了30%,並且兼容 USB PD 協議,以及 INOV 3.0 算法,可支援電壓更精細的調整,達到了20mV。

在明年,高通還將給我們帶來 QC 5.0,雖然沒有流傳的 50W 那麼誇張,但估計為 32W,並採用「三重充電」的方案,有效解決發熱問題。

MTK Pump Express

另一款是聯發科的 PE (Pump Express) 快充技術,因為中低階手機和平板多采用 MTK 方案,所以 PE 系列快充還是保有較高的市場佔有率。而 Pump Express 快充技術是由內置於 PMIC 的電源管理集成電路和 DC 壁式充電器組成的。

它的賣點在於允許充電器根據電流決定充電時候所需的初始電壓,這個技術得益於 PMIC 發出的脈衝電流指令,這個指令通過 USB 的 Vbus 傳送給充電器,充電器就可以依照這個指令調變輸出電壓,電壓逐漸增加至高達5V 達到最大充電電流。

PE 技術擁有兩種規格:一是輸出功率小於 10W 的 Pump Express,二是輸出功率大於 15W 的 Pump Express Plus,能滿足不同廠家對自己產品的調整。

如今 Pump Express 技術發展到3.0,官方宣稱僅需20分鐘就能將智能手機的電池從零充到 70%。並且將會是全球首款採用 USB Type-C 接口進行直接充電的快充方案,安全係數極高。

魅族 Super mCharge

魅族 Super mCharge 技術和 Pump Express 技術大同小異,感覺就是複製了聯發科 Pump Express 技術。但是在2017年的 MWC 大會上,魅族曾發布 Super mCharge 全新一代快充技術狠狠地震撼世人。因為 Super mCharge 快充擁有 11V/5A 最高 55W 的充電功率,首次採用業內創新的電荷泵技術,轉換率高達98%,讓低效率引起的充電問題得以解決,加上全新的 E-Mark 智能安全處理器,為充電安全提供動態保障。

但是很可惜,現在還無法達到大規模的量產,取而代之的是 24W 的 mCharge4.0 低溫快充技術。

OPPO VOOC 閃充

說起快充,肯定會想起 OPPO 的「充電五分鐘,通話兩小時」。 OPPO VOOC 閃充其實沒有聽起來那麼神奇,它達到快充的技術簡單粗暴,採用的是低電壓高電流的快充模式。在其充電器上配備了專門的智能處理器,用 MCU 單片微型電腦取代傳統充電電路中的降壓電路,但是不足的地方在於需要識別採用的充電器、充電線、接口等是否匹配 VOOC 閃充,只有匹配上了才可以開啟 VOOC 閃充。

這樣雖然是保證安全性,但是卻帶來局限性,OnePlus 手機上Dash 閃充也是如此。現在 OPPO 將 VOOC 閃充的充電功率翻番,推出了 SuperVOOC 超級閃充技術。

華為 SuperCharge

華為自家其實也有快充技術,並且從 FastCharge(FCP)更迭至了 SuperCharge(SCP),而 SuperCharge 快充技術可以說是全球最快/兼容性好的快充代表之一,它可以兼容 PD 和高通 QC 協議。因為華為直接在手機內置了一顆專門用於電源管理的 IC 處理器,能夠智能識別不同充電器和數據線,然後匹配最佳快充方案。除此之外,通過直充 SCP 協議,手機和充電器之間能實時通信,根據充電過程的電壓需求,智能協調充電過程中最高效的電壓和電流,避免不必要的效率損耗。

SuperCharge 技術優點多多,有5大安全保護點:SuperCharge 充電器、Type-C 接口、智能充電晶片、分流閘口、電池分別形成保護點。而每個保護點還有三層防護網(安全電壓防護網、安全電流保護網、溫度監控保護網),累計15層安全保護機制。嫩很好的保護用戶的人身和財產安全。

當然,要體驗 SuperCharge 也是有條件的,需要使用認證的充電線或者充電器,否則都無法進行快充。目前SuperCharge 快充技術是目前手機行業商用最高的充電功率,最高功率達到了 40W。

PD 快充

PD 快充技術是 USB 的標準化組織推出的一個快速充電的標準。 USB 標準化規定必須通過 USB PD 協議來調節電壓和電流,通過了 Google 的支援,必須通過 USB PD 協議才可以使用快充,這樣一個條款雖然霸道,但是統一了快充的協議。並且擁有天然的優勢,PD 標準可支援5V、9V、12V、15V、20V 等多檔電壓,還能夠根據手機、平板、筆記本等不同設備的需求來智能匹配電壓。你只需要一個 PD 快充頭,就能給你的多部支援 PD 快充協議的設備進行充電,這個便攜性是其他快充協議所無法比擬的。

對於多種多樣的快充技術,已有多家電源 IC 處理器公司擁有相關的應用方案,用以解決市場存在的兩個問題,第一個是可適配的快充標準廣泛,並可支援如 SuperCharge、PD、VOVC 等最新功率更高的協議標準,第二個是伴隨支援不同的協議,在充電寶、充電器等不同細分領域之中。

另外,以往許多第三方廠商之所謂不願意過多涉獵快充類產品,更主要的原因還是因支持快充的 IC 成本太高,導致產品價格較貴甚至賣不動。但最新一輪的方案迭代之後,快充成本太高已經可以說不是問題了。

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