電荷泵？雙電芯？高壓低流？盤點目前最全快充技術

智能手機發(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，運行內存甚至開始超過 PC，所有的技術都在日新月異地更新迭代，但唯獨手機的電池續(xù)航是一個倒退的存在，嚴重拉低了智能手機的整體用戶體驗。

出門在外一旦遇上手機沒電，你可能什么都做不了，不能用地圖導航，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。

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

目前已經量產商用的快充技術，按功率分的話，以華為 40W 和 OPPO 50W 為第一梯隊，第二梯隊是在 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連 18W 充電功率都達不到，或者默認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，標準不一：有以高通、聯(lián)發(fā)科等芯片廠商為主導的 QC、PE 快充，也的有以 OPPO、華為等手機廠商為主導的 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)役主流的手機快充標準

先復習一個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 ，但在實際的運用過程中，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。

高壓低電流方案的代表是高通 QC 快充，實際上 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 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)一的缺點是，在手機內部有一個降壓過程，功率轉換效率較低，且有可能導致局部溫度過高，因此大部分采用高壓大電流方案的手機，在亮屏時都不會激活快充。

后來，以 OPPO 為代表的國內手機廠商，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、充電頭乃至手機的內部電路，使充電接口引腳增加到 7pin，電池觸點增加到 8 個，最終輸出功率達到 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險，可以實現(xiàn)亮屏快充，但是定制非標準化的元器件導致成本有所上升，因此搭載 VOOC 閃充的手機并不便宜，當年的首發(fā)機型還是 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，在標準化團體 USB 應用者論壇的推動下，有越來越多的設備支持或者兼容 PD 快充，比較有代表意義的是 Apple，在 iPhone 8 系列及以后的機型上支持了 PD 快充，輸出功率大約在 19W，但 iPhone 附送默認的充電器仍然只是 5V/1A，想要實現(xiàn)快充還得另外加錢。

另外一個比較值得關注的快充技術叫電荷泵，這是一種直流-直流轉換器，利用電容作為儲能元件，進行電壓電流轉換。以華為的 40W 超級快充為例，手機輸入端的電流電壓是 10V/4A（Type C 接口最大限流 5A），進入手機后通過電荷泵轉換為 5V/8A，好處是減少降壓過程中丟失的功率損失，充電轉化效率幾乎可以達到 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)雙電芯設計，即通過定制技術將電池分為兩塊同時充電，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驗室條件下的 100W 超級快充，成為當天科技數(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)能否量產還存在一個大大的問號，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型上，可見快充技術雖然理論上存在著諸多可能性，但要實際應用還需要突破不少的工程限制。