【原】超能課堂(148)：殊途同歸的現(xiàn)役手機(jī)快充技術(shù)有哪些？

超能網(wǎng) 2020-10-28

展開全文

從2015年開始智能手機(jī)就開始掀起一波快充的浪潮，隨后更是得到了快速的發(fā)展，從剛開始“無快充不旗艦”到今天的“快充是手機(jī)的標(biāo)配”，就可以看出快充技術(shù)的普及有多快了。時(shí)至今日，很多手機(jī)快充技術(shù)相比普及之初都有了很大的變化，今天我們就一起來整理一下，目前手機(jī)上應(yīng)用的快充技術(shù)都有哪些。

超能課堂(148)：殊途同歸的現(xiàn)役手機(jī)快充技術(shù)有哪些？

目前手機(jī)上應(yīng)用的快充技術(shù)大體上可以分為“高壓低電流”以及“低壓高電流”兩種，前者的代表是高通的QuickCharge以及聯(lián)發(fā)科的PumpExpress，后者則是OPPO VOOC、一加DASH以及華為SuperCharge。不過這幾家的快充技術(shù)基本上都是自家的平臺(tái)或者是自家產(chǎn)品才可以使用，想要和別家的快充技術(shù)通用，目前來說還是難以實(shí)現(xiàn)的。

蘋果則到iPhone 8和iPhone X開始才在移動(dòng)平臺(tái)上應(yīng)用真正意義上的快充技術(shù)，此前iPhone標(biāo)配的都是5V 1A的充電器，只有使用iPad的5V 2.1A充電器時(shí)才會(huì)有更快的充電速度。而現(xiàn)在iPhone 8/8 Plus與iPhone X上應(yīng)用的也不是蘋果自己開發(fā)的快充技術(shù)，而是相對(duì)通用的USB PC 3.0標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)役手機(jī)快充技術(shù)

USB PD 3.0

USB PD標(biāo)準(zhǔn)也就是USB Power Delivery標(biāo)準(zhǔn)，需要搭配USB Type-C接口實(shí)現(xiàn)，目前發(fā)展到3.0版本，而在2.0版本時(shí)期它就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)最高100W的傳輸速度，輸出可以分為5V 2A、12V 1.5A、12V 3A、12V 5A、20V 3A、20V 5A等多種不同規(guī)格，不僅可以用在手機(jī)充電上，甚至還可以用在PC顯示器供電或者筆記本電腦充電上。

而USB PD 3.0則在USB PD 2.0的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善，據(jù)現(xiàn)有資料顯示USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)可以實(shí)現(xiàn)3.0V到21V的輸出電壓調(diào)節(jié)，調(diào)幅電壓為20mV。不過相比于輸出規(guī)格的優(yōu)化，其更重要的一個(gè)改進(jìn)就是增加了PPS規(guī)范也就是Programmable Power Supply，這是USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要組成，旨在對(duì)目前的各種快充方案實(shí)現(xiàn)規(guī)范上的統(tǒng)一。

目前USB組織已經(jīng)在USB PD 3.0的PPS規(guī)范中收錄了高通QC 3.0/4.0、聯(lián)發(fā)科PE 2.0/3.0、OPPO VOOC、華為SuperCharge等標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)上述快充技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美兼容。只是時(shí)至今日USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)也依然算不上是一種主流，因?yàn)樵赨SB組織的相應(yīng)要求里，USB PD 3.0依然是一種可選標(biāo)準(zhǔn)而不是強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，雖然它必須通過USB Type-C接口實(shí)現(xiàn)，但并不是每一個(gè)USB Type-C接口都必須使用USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)，因此在今天雖然有很多USB Type-C接口的設(shè)備，但是USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)依然有待普及，其通用性的優(yōu)勢依然未能完全發(fā)揮。

iPhone 8/8 Plus/X想要快充，你需要這兩個(gè)配件

順帶說一句的是，雖然USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)是向下兼容USB PD 2.0或更低版本的，但蘋果的iPhone 8/8 Plus與iPhone X并不兼容USB PD 2.0或更低版本的充電器，因此要iPhone 8/8 Plus和iPhone X上實(shí)現(xiàn)快充，目前來說蘋果的29W USB-C充電器依然是首選。

高通QuickCharge 3.0/4.0

目前高通平臺(tái)上應(yīng)用最廣的當(dāng)屬Q(mào)uick Charge 3.0也就是常說的QC 3.0快充了，其相比上一代的QC 2.0技術(shù)號(hào)稱提升了27%的充電速度，功率損耗則減少45%。高通QC3.0使用了最佳電壓智能協(xié)商（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，INOV）的算法，支持3.6V到20V的工作電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) ，以200mV為步進(jìn)，并向下兼容QC 2.0和QC 1.0的設(shè)備，可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。

QC 3.0充電器

而現(xiàn)在高通最新的快充技術(shù)是QuickCharge 4.0，也就是常說的QC 4.0快充。與QC 3.0快充相比，其充電功率功率提升至28W，繼續(xù)使用最佳電壓智能協(xié)商算法，調(diào)壓步進(jìn)則細(xì)分為20mV為一檔，更重要的是其引入了對(duì)USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)的兼容，在兼容性上邁出了重要一步。

聯(lián)發(fā)科PumpExpress 3.0/4.0

聯(lián)發(fā)科的PumpExpress快充發(fā)展到今天已經(jīng)是4.0版本，不過4.0版本相比起3.0版本更多地只是完善了對(duì)USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)的支持，而在其他技術(shù)細(xì)節(jié)上則與PumpExpress 3.0相差不大。

聯(lián)發(fā)科在PumpExpress+與PumpExpress 2.0上應(yīng)用的快充方案與高通的QuickCharge類似，都屬于“高壓低電流”型快充，其中PE 2.0快充最高可提供20V的充電電壓。不過在PE 3.0/4.0種則用上了低壓方案，輸出電壓為3V到6V動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)步進(jìn)為10mV到20mV，最高輸出電流可以超過5A。值得注意的是從PumpExpress 3.0開始聯(lián)發(fā)科就直接標(biāo)注其實(shí)用的握手協(xié)議是USB PD標(biāo)準(zhǔn)，因此我們可以認(rèn)為PumpExpress的發(fā)展方向其實(shí)很早之前就決定向USB PD靠攏了。

OPPO VOOC與一加DASH

說到“低壓大電流”型快充技術(shù)，OPPO的VOOC快充與一加的DASH快充肯定是最佳代表了，前者是這類快充技術(shù)的最早應(yīng)用者，“充電五分鐘，通話兩小時(shí)”的口號(hào)相信大家都很熟悉了，這就是OPPO為了宣傳VOOC快充而提出來的。

VOOC快充技術(shù)的核心就是“大電流直充”，其充電器的輸出規(guī)格為最高5V 4A，在完成VOOC快充握手后，充電器將接管手機(jī)電池的充電管理，繞過手機(jī)自帶的充電電路直接給電池進(jìn)行充電。由于充電電流較高，因此VOOC的充電數(shù)據(jù)線與電池都有進(jìn)行定制，例如其所用USB Type-B Micro也就是Micro USB接口并不是常規(guī)的型號(hào)，而是根據(jù)大電流傳輸?shù)男枰M(jìn)行了定制的接口，因此要使用VOOC快充，就必須充電器、充電數(shù)據(jù)線與手機(jī)都必須配套，這也是為什么OPPO手機(jī)滿街都是，但是我們很少看見能有VOOC快充的周邊產(chǎn)品的原因。

一加DASH快充與OPPO VOOC快充本質(zhì)上是相同的

而一加的DASH快充實(shí)際上就是OPPO的VOOC快充，兩者的充電器是可以互換的，但手機(jī)端所用的輸入接口有些不同，DASH快充使用的是USB Type-C接口。而且與必須使用指定充電數(shù)據(jù)線的VOOC快充不同，DASH快充的所用的Type-C接口并不是定制型的，如果你手上的Type-C數(shù)據(jù)線是USB 3.0/3.1規(guī)格的，你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)用它來連接一加手機(jī)3/3T/5/5T/6與其原裝充電器后，是可以激活DASH快充的。

不過這并不意味著你可以用普通的USB 3.0/3.1 Type-C數(shù)據(jù)線來進(jìn)行DASH快充，實(shí)際上DASH快充所用的數(shù)據(jù)線同樣是經(jīng)過定制的，有針對(duì)大電流傳輸進(jìn)行優(yōu)化，而常規(guī)的USB 3.0/3.1 Type-C數(shù)據(jù)線則未必可以承受DASH快充的大電流，很容易會(huì)造成線路異常過熱甚至燒毀的事情，因此DASH快充依然需要配合原裝充電器和原裝充電數(shù)據(jù)線使用。

華為Fast Charger Protocol與SuperCharge

華為的手機(jī)產(chǎn)品在用上SuperCharge快充之前，就已經(jīng)有在用自家的FCP也就是Fast Charger Protocol快充技術(shù)，這個(gè)快充技術(shù)與高通的QC 2.0以及聯(lián)發(fā)科的PE快充屬于同時(shí)代的產(chǎn)品，輸出規(guī)格為9V 2A，屬于“高壓型小電流”型快充，充電效能可以比肩當(dāng)時(shí)的QC 2.0以及PE快充。

而從2016年底開始，華為的FCP快充就退居二線，改由SuperCharged快充作為主力了。與前者的“高壓低電流”設(shè)計(jì)不同，SuperCharge與VOOC、DASH等同屬于“低壓大電流”型快充技術(shù)，充電輸出電壓支持3.5V到5V的動(dòng)態(tài)調(diào)整，最高輸出電流可以到5A水平，號(hào)稱“5分鐘就能給手機(jī)充一半的電量，不會(huì)對(duì)電池造成長期壽命與最高容量的折損”，充電效能相比FCP快充有了明顯的突破。

SuperCharge快充技術(shù)最早是在Mate 9系列以及P10系列上應(yīng)用的，當(dāng)時(shí)標(biāo)配的充電器可支持常規(guī)的5V 2A輸出以及SuperCharge下的4.5V 5A和5V 4.5A輸出。相當(dāng)于最高22.5W的充電功率。從華為公布的技術(shù)細(xì)節(jié)來說，SuperCharge與VOOC、DASH快充一樣都是“直充電池”設(shè)計(jì)，完成協(xié)議握手之后，充電器將接管手機(jī)電池的充電控制，繞過手機(jī)自帶的充電電路直接給電池充電，可以有效降低充電時(shí)的手機(jī)發(fā)熱。

現(xiàn)在華為的Mate 10系列以及P20系列也都應(yīng)用了SuperCharge快充技術(shù)，而且從目前的狀況來看SuperCharge在未來的一段時(shí)間里依然會(huì)是華為的主力快充技術(shù)。而之后的發(fā)展會(huì)是怎么樣呢？剛剛我們已經(jīng)說到了，USB PD 3.0技術(shù)在更新PPS標(biāo)準(zhǔn)后，已經(jīng)將SuperCharge快充納入到兼容名單中，因此未來SuperCharge的發(fā)展應(yīng)該會(huì)向USB PD 3.0方向靠攏，最終實(shí)現(xiàn)兩者的完美融合。

德州儀器MaxCharge技術(shù)

其實(shí)快充領(lǐng)域除了上面我們比較熟悉的幾款外，還有另外一種“名氣雖然不是很大，但實(shí)際上應(yīng)用的產(chǎn)品卻不少”的快充方案，那就是德州儀器MaxCharge快充技術(shù)。MaxCharge與高通的QuickCharge2.0以及聯(lián)發(fā)科的PumpExpress屬于同時(shí)期的方案，其支持最高14V的輸入電壓，因此在搭配相應(yīng)的識(shí)別IC后可對(duì)高通QC 2.0和聯(lián)發(fā)科PE快充實(shí)現(xiàn)兼容，而且輸出電流最高可達(dá)5A的水平，效能上并不弱于同時(shí)期的其它快充技術(shù)。

此外MaxCharge快充技術(shù)并沒有像QuickCharge或PumpExpress那樣綁定在自家的平臺(tái)上，任意平臺(tái)都只需要添加相應(yīng)的控制IC就能實(shí)現(xiàn)MaxCharge快充，在靈活性上比起同期的對(duì)手要更好一些。但事實(shí)上會(huì)帶來額外成本的方案并不受手機(jī)廠商的青睞，因此MaxCharge快充一直都沒能在手機(jī)產(chǎn)品上有什么建樹。

支持MaxCharge的德州儀器BQ25895芯片

然而在移動(dòng)電源平臺(tái)上，德州儀器的MaxCharge技術(shù)就頗受廠商歡迎了，因?yàn)槠洳恍枰?dú)家平臺(tái)的支持，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)QuickCharge和PumpExpress的兼容，因此很多采用快充技術(shù)打造的移動(dòng)電源，都會(huì)用到德州儀器的MaxCharge技術(shù)，各種基于德州儀器BQ25895芯片打造的移動(dòng)電源就是MaxCharge快充技術(shù)的代表型產(chǎn)品。

只是在隨后的快充技術(shù)發(fā)展里，我們沒再看見MaxCharge技術(shù)的身影了，倒不是說德州儀器退出了快充技術(shù)的競爭行列，而是因?yàn)閁SB PD技術(shù)已經(jīng)開始對(duì)各種的快充技術(shù)實(shí)現(xiàn)兼容，因此德州儀器已經(jīng)不需要做自己的兼容方案，直接按照USB PD技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)新產(chǎn)品就可以了，MaxCharge快充自然也就慢慢淡化了。

總結(jié)：所有快充技術(shù)終會(huì)走向統(tǒng)一規(guī)范

今天我們給大家總結(jié)了目前手機(jī)平臺(tái)上常用的幾種快充技術(shù)，目前來說來他們暫時(shí)還是相互獨(dú)立的，但是從發(fā)展方向來說，統(tǒng)一規(guī)范已經(jīng)是趨勢所向，最終不管哪一種快充，都會(huì)在USB PD快充上得到統(tǒng)一。只是這是一個(gè)漫長的過程，想要推動(dòng)這個(gè)進(jìn)程，除了USB組織的努力外，各家廠商的配合也是非常重要的，我們希望那一天可以盡早到來，到那個(gè)時(shí)候我們只需要一個(gè)充電器就可以實(shí)現(xiàn)各種不同設(shè)備的快速充電了。