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史上最详细快充科普贴 魅族亮瞎了
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安卓手机的快充技术有哪些
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作为全球最大的电信通讯设备商，华为在技术方面从来没有落后过，之前的华为Mate 8和荣耀7，最新的荣耀V8和华为P9上搭载的FCP属于华为自家的快充技术，今年6月份，华为推出了10000mAh荣耀移动电源也支持该技术，最高达到9V/2A（18W）快充输出功率。压缩，并且做成了可分离设计。当然，充电速度提高了，安全性自然就会被推到风口浪尖，OPPO申请了18项专利，获得了包括瑞士IEC在内的多项权威认证。同时整合了OPPO独家研发的五重安全防护技术。
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一、高通Qualcomm：Quick Charge 1.0/2.0/3.0高通QC3.0快充应该是目前市面上支持最多的快充方案了，也是消费者最认知的一种，从最早的QC1.0到QC2.0再到现在的QC3.0，不知不觉已经发不了三代快充方案，尽管现在市面上的快充方案百花齐放，但是高通QC3.0仍然是非常受消费者欢迎的。QC 1.0：最高支持5V/2A充电功率。QC 2.0：兼容5V/9V/12V/20V四档充电电压。QC 3.0：以200mV增量为一档，提供从3.6V到20V电压的灵活选择，让手机厂商能够根据自身需求调整最佳电压，达到预期电流，提供充电效率同时降低功耗和发热。目前市面上标配QC 3.0快充头并支持该协议手机有LG G5、小米手机5等。二、联发科MTK：PumpExpress Plus前几年MTK因为快充技术落后在充电速度领域一直被Qualcomm碾压，近两年PumpExpress技术开始崭露头角，内置PMIC电源管理集成电路，允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压。由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器，再根据这个指令调整输出电压，逐渐增加到5V促使达到最大充电电流。PumpExpress输出功率&10w，pumpexpress&15W。最新的Pump Express 3.0宣称能够在20分钟内为智能手机充满70%电量，同时相比PumpExpress Plus功耗减少50%，间接降低发热。相比QC 3.0的200mV为一档的增量的做法，PumpExpress 3.0电压微调幅度仅为10mV，理论最高可提供5A充电电流。联发科表示Pump Express 3.0最快能够在Helio P20上实现。三、华为FCP（Fast Charger Protocol）作为全球最大的电信通讯设备商，华为在技术方面从来没有落后过，之前的华为Mate 8和荣耀7，最新的荣耀V8和华为P9上搭载的FCP属于华为自家的快充技术，今年6月份，华为推出了10000mAh荣耀移动电源也支持该技术，最高达到9V/2A（18W）快充输出功率。四、步步高OPPO：VOOC闪充技术充电5分钟，通话两小时，这是我们非常熟悉的广告语，这里面也包含了OPPO手机自家的闪充技术，早在OPPO Find 7我们已经领教过VOOC闪充技术，之后N系列和R系列也开始陆续普及这项技术。如今“充电5分钟通话2小时”Slogan已经街知巷闻，成为了品牌象征。和上面提及的快充技术不同，VOOC闪充技术主打大电流而不是高电压，OPPO原装快充头最高支持5V/4A功率输出，插入不支持VOOC闪充手机上一般也能够实现5V/2A功率输出。当年OPPO Find 7标配的第一代VOOC快速充电器并不能够把快充头和USB线分离，而且体积比较大。直到OPPO N3和OPPO R5推出的第二代快充头才实现了体积压缩，并且做成了可分离设计。当然，充电速度提高了，安全性自然就会被推到风口浪尖，OPPO申请了18项专利，获得了包括瑞士IEC在内的多项权威认证。同时整合了OPPO独家研发的五重安全防护技术。五、vivo双引擎闪充vivo和OPPO是步步高旗下的两个独立子品牌，都有各自的闪充技术，vivo采用双充电芯片和双充电电路，配以vivo定制闪充电池，带来了两倍于普通手机充电速度，特有九重充电防护系统，充电更快同时也更安全。从vivo X7Plus的原装快充头来看，输出功率有9V/2A和5V/2A两种规格。PEP快充技术延伸PEP快充技术代表有魅族mCharge 3.0和金立闪电快充。
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　　随着智能手机的普及和用户对手机使用续航时间需求的提高，在受限于锂电池技术无法取得突破而做大能量密度的情况下，智能手机电池快速充电技术使用户在短时间内快速补充电量。快充技术全面来袭，我们该如何为产品选择合适的充电方案？& &
　　悉数市面上的产品，快充技术大致有四种，即的QuickCharge版（如QC2.0、QC3.0），版（Pump Express和Pump Express plus），OPPO 的VOOC，以及的Maxcharge（实际上它同时兼容了QC2.0版和Pump Express协议）。也有人说快充技术是5种、6种、甚至7种，但在目前也就上面这四种，是在原有USB 5V充电技术上有所突破的技术，具体请看文章后面的详细解释。
　　常规USB 5V充电技术的瓶颈，充电环路示意图如图-1，充电环路阻抗约0.32&O，那对于4.2V和4.35V电池最大充电电流有以下公式：
　　（5-4.2）/0.32=2.5A （5V input source， Batry CV=4.2V）
　　（5-4.35）/0.32=2.03A. （5V input source，Battery CV=4.35V）
　　因此，手机的常规充电方式，无法再提高充电电流，不能满足现在手机电池越来越大后，对大充电电流的要求。
　　一、高通QC版快充技术
　　这是一个市面上采用较多的快充技术，小米4C，小米note，等主流品牌均在采用此充电技术。这与目前高端智能手机所采用的平台有相当关系。另外，这种技术相对简单，实现起来相对容易，成本提升不明显，市场较容易接受。高通QC充电技术有两个版本，分别是QC2.0和QC3.0，现在QC3.0 的手机还很少，普遍还是QC2.0。
　　快充技术的原理，通过USB端口的D+与D-的不同电压给合，来向充电器申请相应的输出电压供手机充电。QC2.0并不是简单的D+与D-的组合就可以让充电器输出所需的电压，而是还有一些协议在里面，需要先发送握手信号，比如1.5s的握手电压组合，才能进行下一步的输出，否则，直接按图-4将 D+与D-电平设置好是不会改变充电器的输出电压的，这也是为了更好的保护非QC2.0技术的手机，不会因为误触发了充电器的升压机制而烧毁手机，图3是 QC2.0充电器原理图的调压部分。
　　高通QC2.0 握手协议：
　　快充的充电器与手机通过micro USB接口中间两线（D+D-）上加载电压来进行通讯，调节QC2.0的输出电压。握手过程如下：当将充电器端通过数据线连到手机上时，充电器默认通过 MOS让D+D-短接，手机端探测到充电器类型为DCP（专用充电端口模式）。此时输出电压为5v，手机正常充电。 若手机支持QC2.0快速充电协议，则Android用户空间的HVDCP进程将会启动，开始在D+上加载0.325V的电压。当这个电压维持1.5s 后，充电器将断开D+和D-的短接， D-上的电压将会下降；手机端检测到D-上的电压下降后，HVDCP获取手机预设的充电器电压值，比如 9V，则设置D+上的电压为3.3V，D-上 的电压为0.6V，充电器输出9v电压。
　　快充技术的优点是，很好地解决常规手机充电电流的限制，由于充电器输出电压的提高，手机充电环路的阻抗限制的充电电流的问题得到了很好地解决，缺点是，效率仍不是很高，在手机端发热量还比较大。
　　随着高通QC3.0的发布，很好的弥补了QC2.0效率偏低的问题。
　　充电速度是传统充电方式的四倍，是Quick Charge 1.0的两倍，比Quick Charge 2.0充电效率高38%。Quick Charge 3.0采用最佳电压智能协商（INOV）算法，可以根据掌上终端确定需要的功率，在任意时刻实现最佳功率传输，同时实现效率最大化。另外，其电压选项范围更宽，移动终端可动态调整到其支持的最佳电压水平。具体来说，Quick Charge 3.0支持更细化的电压选择：以200mV增量为一档，提供从3.6V到20V电压的灵活选择。这样，你的手机可以从数十种功率水平中选择最适合的一档。
　　二、联发科Pump Express快充技术
　　与高通QC2.0虽在实现方式上有所不同，却有异曲同工之妙。高通QC2.0是通过USB端口的D+和D-来个信号实现调压，而联发科的Pump Express快充技术，是通过USB端口的VBUS来向充电器通讯并申请相应的输出电压的。QC2.0是通过配置D+和D-电压的方式来通讯，Pump Express是通过VBUS上的电流脉冲来通讯，但最终的目的是提升充电器的电压到5V，7V，9V。
　　快充技术的VBUS电流与VBUS电压波形如图-5：
　　快充技术充电器原理图，及原理简介
　　快充技术的优点，与QC2.0相似，由于提高了充电器的输出电压，解决了充电电流的限制。同时缺点也与QC2.0类似，由于充电器的调压档跨度比较大，带来手机端充电路效率偏低。于是，MTK Pump Express Plus快充技术随之诞生，Pump Express Plus技术与高通QC3.0类似，增加了调压档数，每档200mV。手机可以根据电池当前电压以及充电环路衰减，向充电器申请合适的电压，以达到以电效率的最大化，以进一步降低手机在充电过程中的发热量。
　　三、OPPO VOOC闪充技术
　　称自己研发的快充技术为& VOOC闪充技术&，也是最神秘的快充技术，目前只有OPPO的几款产品在用，即Find 7和N3等，由于OPPO对此技术有专利限制，其它手机厂商只能叹为观止，且成本相对较高，充电器体积较大，便携方面没有其它快充技术的好。
　　的VOOC闪充技术与传统充电最大的区别在于，创新性的将充电控制电路移植到了适配器端，也就是将最大的发热源 移植到了适配器。这样控制电路在适配器，而被充电的电池在手机端，充电时手机发热得以很好的解决。为了更好的对充电流程进行控制 （比如控制电路需要实时监测电池电压、温度等），OPPO特别在适配器端加入了智能控制芯片MCU，适配器端实现了充电控制电路，智能控制充电的整个流程。
　　四、的maxcharge技术
　　的maxcharge技术是将高通QC2.0和联发科的Pump Express，以及自身的高性能充电管理做了一次整合，比较有代表性的方案有BQ25895，其最大充电电流可达5A，最大输入电压14V，可以很好地支持QC2.0和Pump Express标准的充电器。我们对TI提供的BQ25890 demo板实测，在4A充电时，芯片温度达55度左右（在环境温度25度下测试），差不多有30度的温升，这如果放在手机内部，将会是一个重要的热源。
　　TI的maxcharge充电芯片的简易原理图，
　　图-10 TI的maxcharge充电芯片的简易原理图
　　图-11 BQ25890 Demo板实测
　　TI的maxcharge充电技术的优点，由于同时兼容高通QC2.0和联发科Pump Express技术，因此也就同时具备了QC2.0和联发科Pump Express的优化点。它缺点也和高通与联发科一样，整体的效率还不是很高，因此发热量较大。
　　鉴于手机充电部分的发热问题，短时间QC3.0和Pump Express plus还未普及，那么我们是否还有其它方案来减小手机充电发热量呢？答案是肯定的。我们用两颗充电芯片同时对一颗电池进行充电，可以减少单独充电芯片的发热量。图-12是双充电芯片原理图，图-13是BQ25890+BQ25896双Demo实测，设置两颗充电芯片的充电电流都为2A，总共4A对电池充电，充电30分钟后，测到两个芯片的温度分别为42度和40度，室温为25度，芯片温升分别为17度和15度，比单芯片充电方案的温升降低了一半。因此，双充电芯片方案对提高充电效率，减少手机充电发热方面具有很大的优势。
　　图-12 双充电芯片原理图
　　图-13 BQ25890+BQ25896双Demo充电实测
　　图-14 充电过程曲线
　　五、充电方案的选择
　　面对上述充电方案，我们要如何选择呢？
　　成本，效率，发热量，便携性，专利，等均需要考虑。首先，OPPO的VOOC闪充技术在成本，以及充电器便携性方面肯定是不占优势，加之其有专利方面的限制，其它厂商在没有获得OPPO授权的情况下，不可能采用此方案。高通和联发科虽然各自也有专利，但暂时还未向使用者收费，且在成本与充电器便携性方面更具有优势，我们不难看出，在接下来的一段时间里，快充方案的选用方面，TI芯片将具体更灵活的选择性。
　　电池在快充技术发展过程中，起着举足轻重的作用，电池充电倍率的高低，直接影响充电的速度。目前手机上常用的电池充电倍率有：0.5C，0.75C，1C，1.5C等。比如一个电池只有1000mAh的项目，客户要求支持快充，这时我们需要分析，客户要求支持快充的目的是什么？只是要有这个噱头？还是需要缩短充电时间？如果是前者，那只需要硬着头皮加上快充方案即可，其本质和不带快充的方案没有多大差别（除了成本有所提高），如QC2.0在9V时可输出1.5A以上，电池端的电流可以达到2.5A以上，对于1000mAh的电池来说，如果是目前较好的手机高倍率电池 1.5C，也只需要1.5A的充电电流，那么换算到充电器端，充电器只需要在9V电压时输出0.75A左右即可，如果在5V电压时，则只需要输出1.4A 左右也能满足，因此，这个项目只需要选择更高倍率的电池即可，而不需要采用快充技术，亦能满足项目对充电的需求。若一个项目的电池是4000mAh，2A 充电电流仅为0.5C，如果采用3A的快充方案，也只能达到0.75C，充电时长约需约2.5小时，如果是支持1C充电的电池，采用4A充电，则充电时间可缩短到约1.5小时。
　　总而言之快充方案的选择，是一个综合性的技术方案选择，它具有水桶效应。我们要根据项目需求，合理地选择，希望以上的技术分析内容，能够给未做过快充方案的同行工程师一些参考信息，同时也希望看到更多的工程师能在快充技术上取得新的进展，给手机用户更好的体验。
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这就真相大白了，也就是说努比亚Z17手机本身是支持QC4.0的，就是充电器不给力。人家高通不给适配的充电器，我中兴能有什么办法撒！
看样子得等到与高通QC4.0适配的充电器出来时，消费者还得再单买个充电器，才能体验高通QC4.0的充电快感吧。
这也就解释了在一文中作者所提出来的为啥小米6没有采用高通QC4.0快充技术的原因了。
随着用户对手机快充技术也越来越执着，近几年，市面上相继出现多种快充技术，目前常用的有三种快充模式，其中包括高通QC快充技术（如QC3.0和QC4.0等-）、联发科的Pump Express和Pump Express plus以及OPPO的VOOC。这三种快充技术又可以根据工作原理，又可分为两种，分别是高电压充电，低压充电，其中高通的QC和联发科的PEP都是属于前者，OPPO的VOOC则属于后者。
要想知道这两种快充工作模式到底哪个好，那就先从手机电池容量说起，手机电池容量=功率（P）X时间（T），故电池容量一定的话，功率越大，则充电的时间越短，而功率（P）=电压（U）X电流（I），故要想提高充电功率，只需增大电压或者电流就可以了。
高通QC和联发科的PEP都是采用高电压，就拿高通QC2.0来说，其支持5V/9V/12V三种不同规格电压，最大功率为36W，其主要工作原理也较为简单，平常我们家用电压都是220V，在经过高通的QC充电器时，会有个降压的过程，由220V降到5V/9V/12V，这个过程中伴随着能量的损耗，损耗率约为10%，这部分损耗会直接就转化成热量散发出去，当5V/9V/12V的电压要想进入手机电池，就必须转换成4.2V的电池标准电压，这时5V/9V/12V电压经过手机的降压电路，进行再次降压，转化成4.2V的电压后，电流才能进入手机电池给其充电。
这个过程也要损耗一部份能量，并转换成热量，损耗也约为10%。这样两次降压过程，都有热量产生。用过高通QC或联发科PEP快充的用户都知道，在给手机充电的过程中，充电器和手机后盖发热都很严重，并且随着电压增大，由5V增大到为9V，再由9V增大到12V，热量损耗也将随着电压的增大而增大，并且很多用户都有边玩手机边充电的习惯，这样手机就出现两个热源，充电要发热，处理器发热，这样，为了手机系统稳定性，不至于手机过热，就会由快充模式转换成普通充电模式，导致快充模式只能坚持一会，这样就很尴尬了。
相比高通和联发科的高压充电模式，OPPO的VOOC闪充技术采用的低压充电模式就凸显出自己的优势，与高通QC要经过两次降压不同，OPPO的VOOC的低压快充则是从220V直接降至4.2/4.4V。手机充电过程中的所有降压环节，都放在了搭载智能MCU芯片的充电器里完成，它可以直接将220V电流转换成可以直接为锂电池进行充电的4.2/4.4V电流。即充电时不调用手机内的降压电路，所以充电时温升控制良好，不会明显发热。即使边充边用，依然能保持快充的模式。目前VOOC闪充技术已发展到1.1版本，官方给出的数据为充电三十分种即可充到75%的电量，在16年的MWC巴塞罗那展览上，OPPO小秀了一把采用低压脉冲算法的全新超级闪充，它在15分钟以内，就将2500mAh电池的手机充满。这可以说是快充技术上的新突破，由此可见OPPO宣传的“充电五分钟，通话两小时”并不是一句虚言。
当然了和OPPO的VOOC闪充相比，高通QC和联发科的PEP也有自己的优势，高通QC快充技术目前已被大多数厂商广泛采用，QC从1.0到目前的4.0不同版本的快充模式是相互兼容的，这也是高通QC快充技术受欢迎的原因，并且高通从QC3.0开始就加入了“最佳电压智能协商”算法，可以根据电池的电量进行微调输入手机降压电路的电压，以此提高能量的转换效率，降低功耗，3.0版本电压微调单位为200mv，4.0版本则细化到20mv，微调精准性更高，能量转换率也变更高。高通称Quick Charge 3.0能在35分钟左右将一部典型的手机从零电量充电至80%，而普通移动终端通常需要花费约一个半小时的时间。
而联发科的PEP(Pump Express Plus)快充技术的特点，则是它内置于PMIC的电源管理集成电路。它的特点允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压，由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器，充电器依照这个指令调变输出电压，电压逐渐增加至高达5V达到最大充电电流。这个特点的作用和高通QC“最佳电压智能协商”算法的功能差不多，都是起到降低功耗，提升能量的转化效率作用。
总体来说，个人觉得OPPO的VOOC闪充技术要略占上风，不过，VOOC的普及度并不高，目前只有OPPO和明天将要发布的一加5（一加的DashCharge快充技术就是由OPPO的VOOC技术授权的）这两家采用.。并且VOOC这种低压快充模式，未来最大发展瓶颈在电池上。充电器的输出功率可以做到很大，但怎么让电池能够都承受住这么大的电流输入是OPPO接下来需要考虑的。而高通的QC和联发科PEP则只需控制好电压输入和电流的匹配，循环渐进，提高能量转化效率，即可解决发热严重的问题。
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