如果說功能機時代有什麼值得懷念的，那毫無疑問是耐用的電池。

在電池技術被三體智子鎖死的情況下，人類能做的，也隻有不斷提升充電的速度，進而降低電池用的快帶來的煩惱。

❶快充的誕生

在 iPhone 出現之前，手機大都是鍵盤配一塊小小的屏幕，手機承載的功能僅僅是打電話和發短信，功耗自然十分的低，即便是 500 毫安的電池，也能支撐令人羨慕的一周一沖。那時候的充電器輸出多為 5V 0.5A ，充電效率也隻有 50% 不到。

直到 10 年前後，彩屏手機不斷普及，電池容量也逐漸增大到 2000 毫安左右，繼續使用 5V 0.5A 充電器，想要充滿電可能要 6-7 個小時。

這時候，USB-IF站出來了，USB-IF 是 USB 标準化組織，緻力于推廣 USB 接口的标準化及規範化，像Mini USB，Micro USB，Type C等接口都是這個組織定義出來的。

這裡就要引入一個高中的物理公式：P=UI，想要提升充電速度，無非是提升電流或者提升電壓。

在 2010 年，USB-IF 就頒布了 USB BC1.2 标準， 最高支持 5V 1.5A 充電輸出。但計劃趕不上變化，過了兩年，三星 Note 系列開創的大屏手機獲得消費者的認可，于是廠商們就開始紛紛開始做起了大屏手機，屏幕大功耗自然就上去了，配備更大的電池幾乎成了必然。

三星自家也開始用起了 5V 2A 的充電器，作為上遊供應商的高通，自然是不會放過構築技術壁壘的機會，在 2013 年就推出了 QC 1.0 ，采用了 5V 2A 的充電标準。

實際上手機充電的快慢是由手機控制的，而不是由充電器控制的，手機會檢測充電器的功率，根據實際情況，進而決定用多大的電流電壓進行充電。

正是因為這樣，高通這樣的芯片廠商才能制定充電标準，電源管理芯片一般來說都是随着處理器一起打包出售，想要制定屬于自己的标準，就要另外設計電源管理芯片。對于手機廠商來說是得不償失的。

❷快充的兩條路

5V 2A 仍然是不夠用的，随着 3G 和 WIFI 的普及，各種 App 層出不窮，人民日益增長的娛樂需求同落後的充電速度産生了巨大的矛盾。

還記得上面的那個公式嗎？P=UI，想要加速充電，隻能從電壓和電流入手，但傳統的 Micro USB 接口受物理限制，最大能承受 2A 的電流，加大電壓似乎成了唯一的方式。

于是在 2014 年，高通推出了 QC 2.0 ，支持最高 18W 的快充。 QC 2.0 看似是一個普适的方案，隻需要在充電頭上下功夫就可以了。

高壓快充的充電過程是這樣的，首先充電器把 220V 市電轉化成 12/9/5V 這樣的低壓，通過數據線到達手機内部，手機端的 IC 會把高壓轉化成 4.4V 以下的低壓大電流，變成手機電池能接受的大小，沖給電池。

但現實很殘酷，本着「線材千萬條，安全第一條」的原則，防止有些線材質量不過關而引起事故，部分廠商隻好把把充電電流限制在 2A 以下，甚至是 1.5A。使快充并沒有發揮出該有的實力。

除此之外，手機 IC 對大電壓的轉化率隻能達到 90% 左右，剩下的 10% 都以熱能散發了，這也就意味着越高的電壓，損耗就越大，同時造成手機更嚴重的發熱。這也是為什麼大部分高壓快充的方案，無法做到亮屏也保持快充。亮屏的發熱加上充電的發熱将會十分可怕，為了手機安全考慮，亮屏一般都會變成慢充。

為了避免充電 IC 二次降壓帶來的損耗，有的廠商就想：能不能直接把電沖給電池，而不經過降壓處理呢？

這個廠商就是 OPPO ，但問題是充電線沒辦法承受 2A 以上的電流，于是 OPPO 從充電頭到充電線進行了全方位的改造，專門定制電路、電芯、接口、數據線，采用了 5V 4.5A 的充電規格，在一衆 10W 左右充電速度中脫穎而出。正是 22.5W 的充電速度，締造了當年的經典廣告詞——充電五分鐘，通話兩小時。

這樣的充電方式是直接沖給電池，被叫做低壓直沖，省去手機内的降壓 IC，充電器通過數據線直連手機電池，隻經過充電器一次降壓。不僅在充電功率上超越對手，不經過 IC 的損耗，不僅更高效，還能降低發熱。也就能實現亮屏快充。

除了功率，溫度同樣是影響充電速度的，手機溫度如果太高，就會調整充電策略，峰值充電的時間就會減少，充電時間自然就會變長。

手機充電總共分三步，剛開始以 5V 充電，手機會給充電器發信息，如果手機和充電器的協議是配套的，就開始快充，沖到 80% 左右，為了保護電池、線材、減少發熱，開始涓流充電。就像接水一樣，接到水杯快滿時，就會調低速度，以免水溢出。

低壓直沖也不全都是好處，最重要的兼容性上的問題，特殊的充電線和充電器，甚至充電口，都導緻其兼容性幾乎為 0 ，外出忘記帶線，很難找到替代品。

低壓直沖裡比較極端例子，像榮耀 Magic，采用了 5V 8A 的充電規格，數據線的承受能力更是達到了 10A ，但是由于對線路的保護，其峰值充電時間極短，不僅效率低，普及難度和成本陡增，所以到了第二代，榮耀也選擇放棄了這種充電方案。

一年後，QC3.0發布，其最大的改進，則是将固定電壓管理機制替 換為INOV(最佳電壓智能協商），允許輸入電壓從 3.6V 起步，以 0.2V (200mV) 為單位，結合實時的電池溫度、轉換效率、電量等因素進行微調，并在允許的輸入電 壓範圍(9V 或 12V)内逐步提升或降低，而不像 QC2.0 隻能在 5V/9V/12V 中進行非一即二 的暴力選擇。

在INOV管理機制的幫 之下，QC3.0 可大大降低降壓芯片轉換電路的損耗，有效緩解了快充時的發熱問題。

2016 年高通公布了 QC 4，其中最大的改變當屬兼容PD協議。

自此，快充的兩大陣營依然分好，像是聯發科的 PEP、三星的 AFC、華為的 FCP、高通的 QC 都是屬于高壓快充，而 OPPO 的 VOOC、一加的 DASH、華為的 SCP、榮耀的 MagicPower 都屬于低壓直沖的陣營。

不斷演進之下，快充的路似乎走到了盡頭。

❸未來的快充技術

低壓直沖固然很好，但各種定制讓其沒辦法成為主流，直到 Type C 接口的出現。

2016 年USB-IF 推出了 Type C 接口，新的type C接口最大可以承載 5A 的電流(>3A 的數據線需要用到 E-mark)，同時支持正反插。也就是說，大電流的數據線不再需要特殊定制。像 VOOC 這樣的技術也能很快普及。

很早之前 USB-IF 就推出過 PD 協議，希望能夠一統充電江湖，但是各大廠商為了自身利益，不願放棄自己的獨特體驗，遲遲沒有跟進。

但谷歌看不下去了，為了能讓安卓手機有統一完整的體驗。2016年11月，谷歌就在Android 7.0的 OEM 規範中明确指出：想用最新的 Android 7 系統？可以，但你必須選擇 PD 充電協議。

國内廠商當然是積極響應谷歌的号召——然後選擇接入 PD 協議中充電最慢的組合：5V 2A……

随後，USB-IF 公布了最新的USB PD3.0 技術，17 年PD 協議做了更新，加入 PPS (Programmable Power Supply)解決 了困擾我們已久的與其他快充技術的通用性問題：USB PD3.0可全面兼容 QC4.0/3.0/2.0、MTK PE2.0/3.0、 FCP、VOOC 等快充協議 。最令人欣喜的是，USB PD3.0 與我國工信部的泰 爾實驗室達成了共識，預計将與國标實現統一。

然而，看看當下的手機市場就知道，這一統的大夢顯然是沒有實現的。首先是 PPS 協議之針對 c-c 口的設備，而國内大部分充電頭用的都市 a-c 口，根本不具有約束力。其次，25W 似乎是一個門檻，因為手機電池最高隻能接受到 5V 5A 以下的電流和電壓，想要超越 25W 大部分都要上私有協議。

最早做出革新的就是魅族，在 2017 年的 MWC 上，魅族展示了 Super mCharge 快充方案，最大輸出功率達到了 55W（11V 5A），充滿電隻需要 20 分鐘。還有一根可承受 160W 功率的專用數據線，以及 3000 毫安時的定制電池。

從電池、IC、數據線到充電器進行全方位的改造，其中最大的創新當屬電荷泵技術。電荷泵并不是一個新技術，但此前從沒有人想到把它用在手機快充上。

高壓快充的部分也說過，傳統 IC 的效率隻能達到 90% 左右，但是電荷泵可以達到 98%的效率，不僅能降低損耗，發熱也能很好的控制。這項技術同時提高了電壓和電流，并且損耗極小，稱之為高壓直沖。

受到魅族的啟發，行業内紛紛開始使用電荷泵技術，比如華為 Mate 20 Pro 的 40W 快充，以及最近發布的 iQOO 44W 快充，都是使用電荷泵技術的産物。

可惜的是，魅族小廠的經費有限，至今也沒有量産出 55W 的快充方案，反倒被友商先行開發出來，拿去使用了。

目前量産快充中最快的當屬 OPPO Find X 的 50W，雖然也使用的電荷泵技術，但确是截然不同的思路。

OPPO Find X 采用了雙電芯串聯結構，也就是用了兩塊電池，運用了初中物理就學過的「串聯分壓」的原理，充電時兩個一起沖，電壓就降了一半。在放電時，利用電荷泵技術，再降低一半，就可以達到手機元器件的使用電壓。

雖然實現了十分快速的充電，但一方面但對電池容量犧牲太大，雙電封裝和電池保護闆浪費了空間。另一方面手機上大多數部件都是按照單電芯電壓來設計的，雙電芯在放電時需要多增加一級降壓電路，浪費了一定的轉換效率。

至此，在充電道路上一些劃時代的技術都講完了，快充的路上，似乎堅守「五福一安」的蘋果從未出現過，其實 iPhone 也加入了 PD 協議的，PD 的充電頭并不貴，比如錘子手機的充電頭，但一根 C-L 的線卻是比充電頭還要貴的存在。蘋果堅持「五福一安」，利益的考量上應該是大于安全的吧。

最後

不論是穩紮穩打的高通，想實現大一統的 PD，還是别出心裁的 OPPO，最終想呈現給用戶的總是最快的充電速度。

我堅信，随着技術的發展，充電将不會成為一個難題。接口和協議大一統隻是快充最終形态的副産物，我們不再擔心續航問題，才是快充真正的目的。

撰文 / 月島

編輯 / 月島

責任編輯 / 纖塵

公衆号視覺 / 又耳

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