手机快充大一统 USB PD 3.0功不可没

2017-02-18 11:01

智能手机的普及，加上处理器、屏幕等高耗能硬件的极速更新，使得智能手机需要更强大的电池作为支撑。如今似乎所有手机硬件都在飞速质变发展，但偏偏手机电池技术没有实质性的更新换代。为了保证手机长时间运行所需要的电能，不少厂商都内置了大容量的电池，但电池容量的增大会导致手机充电时间的增多，因此厂商对充电技术进行了研究，曲线救国的快充因此诞生。

如今快充已经演变成了一项智能手机的必备功能，比较流行的方案有高通QC、联发科PEP、OPPO VOOC、华为FCP/Supercharge、USB PD等。虽然同是对手机电池进行快速充电，但原理不尽相同，家里堆满手机充电头已是司空见惯的现象，不少手机品牌的快充头并不通用。

为了规范快充标准，USB-IF（USB标准化组织）不久前发布了USB PD 3.0的重要更新，旨在一统快速充电技术规范的PPS（Programmable Power Supply），以实现对高通QC4.0/3.0、联发科PE3.0/2.0、华为/OPPO等方案的收编，并且不允许USB接口通过非USB PD协议进行电压调整。如果厂商都把各自的快充协议写进PPS规范里头，那以后支持快充的手机，理论上使用其他手机品牌的快速充电头（PPS规范）也能实现快充。

现存手机快充协议简述

如今支持快充的手机越来越多，但这当中主要分为两大解决方案：1.高压低电流快充以及2.低压大电流快充。采用第一种解决方案的常见有高通QuickCharge、联发科PEP、华为FCP等等，而第二种则有OPPO的VOOC以及华为的SuperCharge。而USB-PD协议则包含了高压、低压两大部分。

众所周知，P=UI，提升充电功率无非是增大电流或者电压，或者两者都增大。但电压与电流都不能无限制地随意增大，因为两者都会带来手机明显的发热。

第一种高压低电流的快充是在充电过程中提升充电电压（7-20V左右）来提升充电功率，无快充手机充电过程一般是先将220V电压通过充电头降至5V，手机内部电路再把5V电压降至4.2V然后把电量输送给电池。整个降压过程中会产生热能，而高压低电流快充则是将5V充电头输出电压提升至7-20V，在手机内部则再把电压降为4.2V，整个充电过程机身会产生更多热能，充电器、手机都会有明显的发热，不利于充电效率的提高。

低压高电流（左）与高压低电流（右）快充发热对比

第二种低压高电流的快充是在电压一定（4.5V-5V）的情况下，增加电流，一般使用并联电路的方式进行分流，恒定电压下，进行并联分流之后每个电路所分担的压力越小，在手机中也进行同样处理的话，每条电路所承受的压力也就越小。比如VOOC闪充就通过增加充电线缆的线路数量/USB端口触点的数量来增强大电流的承载能力。而华为SuperCharge快充原理同样相类似。避免机身内部“高压到低压”转换带来的高发热。

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