十年功率提升32倍，240W會是快充的終點嗎？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）手機快充技術(shù)發(fā)展至今已有十多年，充電功率也呈翻倍式的增長。充電功率的首次提升是在2010年，由USB IF推出的USB BC 1.2充電協(xié)議，成功將充電電流提升至1.5A，充電功率達到了7.5W。

但在USB IF沉默一段時間后，芯片巨頭高通也坐不住了，利用其驍龍芯片市場覆蓋率高的優(yōu)勢，于2013年發(fā)布了高通的首個快充協(xié)議Quick Charge 1.0，并將充電電流上限提升至2A，峰值功率可達10W。在高通發(fā)布新的快充標準后，快充協(xié)議進入了發(fā)展的混亂期，眾多手機廠商開始走上了私有協(xié)議的發(fā)展道路，如OPPO的VOOC閃充、華為的Super Charge等。

在近兩年中，手機快充技術(shù)更是得到了迅猛的發(fā)展，去年5月，USB-IF協(xié)會正式發(fā)布了最新的PD 3.1快充標準，最大輸出電壓擴展至48V，輸出功率提升至240W，受眾層面也得到了進一步的提升。在今年的世界移動通信大會上，OPPO正式發(fā)布了手機240W超級閃充技術(shù)，并一舉成為業(yè)內(nèi)最高。

歷經(jīng)10年手機快充協(xié)議發(fā)生了哪些變化

首先我們先從快充協(xié)議的迭代說起，在QC 1.0協(xié)議發(fā)布的一年后，高通乘勝追擊在原有的基礎上將充電功率進一步擴大，推出了QC 2.0標準，可同時滿足充電最大電流為3A，電壓為5V/9V/12V等多種充電模式，充電功率直逼40W，別說是在2014年，就算是放在現(xiàn)在有部分手機的充電功率還未達到30W呢。

隨著市場對快充的需求日益增加，高通在接下來的兩年中先后推出了QC 3.0和QC 4.0快充標準，充電功率最高可達60W。值得一提的是QC 4.0快充標準加入了“智能最佳電壓技術(shù)”（INOV），電壓調(diào)節(jié)精度由之前的每檔200mV，縮小至20mV，調(diào)節(jié)精度提高了10倍，同時QC 4.0還加入了PD協(xié)議的支持。

在快充領(lǐng)域，PD快充也是被使用得較為廣泛的一種協(xié)議，該協(xié)議由美國的USB-IF協(xié)會推出，并與于2012年基于USB-A和USB-B接口推出了PD 1.0標準，在隨后的3年中先后推出了PD 2.0、PD 3.0快充協(xié)議，最大可實現(xiàn)20V/5A的電力傳輸，并以Type-C作為輸出接口。

不過當時由于各路手機廠商都在發(fā)展自家的私有協(xié)議，快充市場出現(xiàn)了群雄爭霸的局面。為實現(xiàn)快充標準的統(tǒng)一，USB-IF協(xié)會在2017年對PD 3.0標準進行了更新，在原有的基礎上加入了可編程PSS，并將高通的QC、聯(lián)發(fā)科的PE、OPPO的VOOC、華為的Super Charge/FCP等多種快充協(xié)議收錄其中。同時，作為USB-IF協(xié)會成員之一的谷歌，在2019年要求所有具備Type-C端口的新安卓設備都必須兼容PD協(xié)議，PD協(xié)議得到了大量的普及。

充電功率提升對線纜提出了新的要求

充電功率的提升也就意味著充電電壓和電流的提升，對充電線纜也提出了新的要求。正如在PD 3.1快充協(xié)議發(fā)布不久后，USB-IF組織就對Type-C標準進行了修訂，推出了Type-C 2.1標準。由于充電功率的提升，新標準要求將會用EPR電纜取代傳統(tǒng)的SPR電纜以獲得傳輸性能的提升。同時還要求每一根充電電流超過3A的數(shù)據(jù)線都必須內(nèi)置E-Marker芯片，E-Marker芯片主要是起到一個線纜識別的作用，當電源適配器識別到該芯片時方可輸出100W以上的輸出功率。

手機快充實現(xiàn)的主流技術(shù)手段

截至目前，除了傳統(tǒng)的快充技術(shù)以外，還有電荷泵快充技術(shù)，以及串聯(lián)直沖技術(shù)。電荷泵快充技術(shù)是目前大功率快充中使用最為廣泛的一種快充技術(shù)，其原理是通過充電器高壓輸入，通過電荷泵轉(zhuǎn)化為低壓，再向手機電池充電。

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電荷泵技術(shù)原理圖 圖源：伏達半導體

以20V/6A 120W的輸入電源為例，通過在電池前端并聯(lián)兩組電荷泵電路，可降低50%的輸入電壓和提升100%的輸入電流，實現(xiàn)10V/12A的電壓、電流轉(zhuǎn)換，電荷泵的加入不僅降低了電池的充電電壓，還保證了大功率的能量輸入。目前，電荷泵技術(shù)在華為、小米、榮耀等國內(nèi)一線品牌的產(chǎn)品中均有應用，南芯半導體、伏達半導體、小米等國內(nèi)廠商均電荷泵解決方案的推出，并且小米實現(xiàn)了業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，推出了首個單電芯的電荷泵解決方案。

圖源：OPPO

串聯(lián)直充技術(shù)主要是在OPPO手機中體現(xiàn)，該技術(shù)需要保證串聯(lián)的兩塊電池擁有極為近似的體質(zhì)，將兩顆電池串聯(lián)在一起實現(xiàn)充電器的高壓輸入，電池串聯(lián)的目的主要是為了降低電池的輸入電壓，減小充電器輸入電壓與電池組電壓的壓差，并降低手機端在充電時產(chǎn)生的熱量。

結(jié)語

經(jīng)歷了10多年的發(fā)展，手機快充技術(shù)獲得了諸多的突破，充電功率也由最初的7.5W演進到了現(xiàn)在的240W，整整提升了32倍，充電時間得到了極大地縮短。如今240W的充電功率已經(jīng)能夠滿足大量消費類電子的使用需求，在接下來的幾年中快充功率還有繼續(xù)提高的必要嗎？240W究竟是快充發(fā)展的一個節(jié)點還是最終形態(tài)？你們是如何看待這一問題的，可以在評論區(qū)留下你的觀點。