電荷泵？雙電芯？高壓低流？盤點(diǎn)目前最全快充技術(shù)

智能手機(jī)發(fā)展這么些年，屏幕顯示越來越清晰，拍照像素越來越高，處理器性能越來越強(qiáng)，運(yùn)行內(nèi)存甚至開始超過 PC，所有的技術(shù)都在日新月異地更新迭代，但唯獨(dú)手機(jī)的電池續(xù)航是一個(gè)倒退的存在，嚴(yán)重拉低了智能手機(jī)的整體用戶體驗(yàn)。

出門在外一旦遇上手機(jī)沒電，你可能什么都做不了，不能用地圖導(dǎo)航，不能乘坐公交地鐵，不能用支付軟件買任何東西，不能和別人取得聯(lián)系，一般在手機(jī)電量低于 50% 之后，焦慮就開始了，這也是現(xiàn)代人最普遍的焦慮之一。

手機(jī)至少一天一充，幾乎已經(jīng)成為和吃飯睡覺一樣的生活習(xí)慣，在電池容量不能取得顯著突破的情況下，如何縮短充電時(shí)間，成為智能手機(jī)廠商一種另辟蹊徑的選擇，快充技術(shù)逐漸顯露為重要的差異化賣點(diǎn)，并且依然在競爭中快速發(fā)展。

目前已經(jīng)量產(chǎn)商用的快充技術(shù)，按功率分的話，以華為 40W 和 OPPO 50W 為第一梯隊(duì)，第二梯隊(duì)是在 18-30W 之間，以華為、小米、一加、OPPO、vivo 等廠商為代表、但是依然有很多手機(jī)連 18W 充電功率都達(dá)不到，或者默認(rèn)的充電配件不支持快充，主要指的是蘋果、三星、索尼等國際廠商。

目前市面上已有的快充方案種類繁多，標(biāo)準(zhǔn)不一：有以高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商為主導(dǎo)的 QC、PE 快充，也的有以 OPPO、華為等手機(jī)廠商為主導(dǎo)的 VOOC、SuperChange 快充，還有 USB-IF 協(xié)會主推的 PD 快充，但總的來說，可以統(tǒng)一分成高壓低電流和低壓高電流快充兩類。

現(xiàn)役主流的手機(jī)快充標(biāo)準(zhǔn)

先復(fù)習(xí)一個(gè)簡單的初中物理公式：功率 P = U（電壓）* I（電流），因此要想提高充電功率，理論上可以任意增大充電電壓 U 或者充電電流 I ，但在實(shí)際的運(yùn)用過程中，不同的快充方案會存在各種各樣的工程限制，從而表現(xiàn)為不同的優(yōu)缺點(diǎn)。

高壓低電流方案的代表是高通 QC 快充，實(shí)際上 2013 年推出的 QC1.0 僅僅是提高了電流，將 Micro-USB 接口普遍認(rèn)為的電流傳輸極限，由 1.5A 提高到 2A，再配合 5V 的輸出電壓，使得手機(jī)最高支持到 10W 的充電輸出功率。

在電流無法增加的情況下，高通 QC2.0 開始把充電電壓提升到 5V/9V/12V，最高支持 18W 的充電輸出功率，此后的 QC3~QC4+ 幾代，則一直在充電安全系數(shù)和兼容性方面下功夫，高通的 QC 快充由于和手機(jī) Soc 深度綁定，是目前普及率比較廣的快充協(xié)議。

高通 QC 快充版本，圖源維基百科

同樣采用提高電壓的方式增加輸出功率的，還有聯(lián)發(fā)科的 PE 快充，魅族的 mCharging，三星的 Fast Charge，這類方案統(tǒng)一的缺點(diǎn)是，在手機(jī)內(nèi)部有一個(gè)降壓過程，功率轉(zhuǎn)換效率較低，且有可能導(dǎo)致局部溫度過高，因此大部分采用高壓大電流方案的手機(jī)，在亮屏?xí)r都不會激活快充。

后來，以 OPPO 為代表的國內(nèi)手機(jī)廠商，開發(fā)了低壓大電流快充方案，前面說到 USB 接口天然存在最大電流為 2A 的限制，VOOC 閃充只能重新定制了充電線、充電頭乃至手機(jī)的內(nèi)部電路，使充電接口引腳增加到 7pin，電池觸點(diǎn)增加到 8 個(gè)，最終輸出功率達(dá)到 5V/4A 總共 20W。

VOOC 閃充定制的充電線

低壓大電流方案沒有過熱風(fēng)險(xiǎn)，可以實(shí)現(xiàn)亮屏快充，但是定制非標(biāo)準(zhǔn)化的元器件導(dǎo)致成本有所上升，因此搭載 VOOC 閃充的手機(jī)并不便宜，當(dāng)年的首發(fā)機(jī)型還是 OPPO 的旗艦 Find 7，另外華為的 SuperCharge 也是低壓大電流快充的代表， 最高可以實(shí)現(xiàn) 22.5W 的充電輸出功率。

這兩年 Type-C 接口開始普及之后，電流上限去掉了 2A 的限制，最高可支持到 5A/20V， 100W 的充電輸出功率，這也是很多人更加看好 PD 快充協(xié)議的原因，在標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體 USB 應(yīng)用者論壇的推動(dòng)下，有越來越多的設(shè)備支持或者兼容 PD 快充，比較有代表意義的是 Apple，在 iPhone 8 系列及以后的機(jī)型上支持了 PD 快充，輸出功率大約在 19W，但 iPhone 附送默認(rèn)的充電器仍然只是 5V/1A，想要實(shí)現(xiàn)快充還得另外加錢。

另外一個(gè)比較值得關(guān)注的快充技術(shù)叫電荷泵，這是一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，利用電容作為儲能元件，進(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換。以華為的 40W 超級快充為例，手機(jī)輸入端的電流電壓是 10V/4A（Type C 接口最大限流 5A），進(jìn)入手機(jī)后通過電荷泵轉(zhuǎn)換為 5V/8A，好處是減少降壓過程中丟失的功率損失，充電轉(zhuǎn)化效率幾乎可以達(dá)到 100%。

華為超級快充電荷泵原理

更加令人印象深刻的是，2018 年發(fā)布的 OPPO Find X 搭載了驚人的 50W 快充，35 分鐘即可充滿 3400mAh 容量的電池，這又是除了提高電流電壓和加入電荷泵轉(zhuǎn)化之外的另外一條思路，OPPO 的辦法是采用了串聯(lián)雙電芯設(shè)計(jì)，即通過定制技術(shù)將電池分為兩塊同時(shí)充電，從而大大提供充電效率。

今年 3 月份，小米高管在微博上公布了實(shí)驗(yàn)室條件下的 100W 超級快充，成為當(dāng)天科技數(shù)碼圈的爆炸性新聞，號稱 17 分鐘充滿 4000mAh 電池，不過這樣的充電表現(xiàn)能否量產(chǎn)還存在一個(gè)大大的問號，畢竟魅族在 MWC 上展示過的 55W 快充，直到現(xiàn)在還沒有搭載到上市機(jī)型上，可見快充技術(shù)雖然理論上存在著諸多可能性，但要實(shí)際應(yīng)用還需要突破不少的工程限制。