快充,、閃充,、超級閃充，眼花繚亂的名詞,，一次又一次突破極限的充電速度,，這幾年手機廠家在快充領(lǐng)域的進步令人欣喜。
事實上,，最近幾年安卓手機配置競賽一直在持續(xù),，從攝像頭、屏幕刷新率,、電池容量到手機充電功率,，手機廠家們想方設(shè)法在配置參數(shù)上“高人一等”。在快充領(lǐng)域,，小米,、OPPO、vivo,、華為,、一加，主流安卓廠商幾乎悉數(shù)到場,。
45W,、60W、120W,、200W,、240W,，充電功率不斷被刷新紀錄。以前需要一兩個小時才能充滿電的手機,，現(xiàn)在只需不到 10 分鐘就能充滿,。面對不斷攀升的充電功率，不禁讓人發(fā)出疑問：“這場充電功率大戰(zhàn)的盡頭究竟在哪”,？
充電技術(shù)哪家強,？
手機充電功率的歷史，避不開功能機,。在那個數(shù)據(jù)線與充電線尚未合二為一的年代,，USB 數(shù)據(jù)線還在采用 USB 2．0 協(xié)議，默認電流為 100mA,，最大能提供 500mA 電流,。那時候比較流行的諾基亞充電器，輸出電壓為 3．7V,，最大電流 355mA,，輸出功率僅為 1．3W。不過當(dāng)時人們也不關(guān)心充電功率,，畢竟功能機性能單一,，充一次電可以用好幾天。
等到喬布斯攜 iPhone 而來,，隨著屏幕增大,、電池容量增多，電池充電功率也隨之提升到 5W,，也就是很多小伙伴熟悉的“五福一安”,。
別看后來“五福一安”充電功率飽受嘲諷，剛推出之時也是妥妥的前沿技術(shù),。自 5W 充電功率出現(xiàn)以后,，很長一段時間都沒有新的技術(shù)出現(xiàn)，除了電流從 1 安上升到 1．5A ,、2A,，充電技術(shù)幾乎停滯不前。
直到 OPPO VOOC 閃充技術(shù)的出現(xiàn),，一下子將閃充功率提高到 20W,。與當(dāng)時主流高壓快充方案不同，OPPO 采用的是低壓快充方式,，將電流直接提高到 4．5A,，重新設(shè)計電池系統(tǒng)、線材,、接口與 MCU 智能芯片,。從技術(shù)難度上看,，OPPO 第一代閃充并不難，關(guān)鍵在于此前從未有一家手機廠商如此重視充電功率,。不得不說,，是 OPPO 拉開了這場“功率大戰(zhàn)”序幕。
2014 年,，OPPO Find 7 發(fā)布,，20W 快充正式與手機用戶見面。之后,，研發(fā)實力強大的華為迅速跟進,，在 2016 年完成 22．5W 充電器設(shè)計。2017 年,，魅族 55 W快充技術(shù)，2018 年,，OPPO 快充達到了 50W,；2019 年，小米無線快充來到當(dāng)年最快的 30W,。
經(jīng)歷了長達五六年的停滯之后,，為何快充在短短幾年之內(nèi)飛速發(fā)展。其實,，這不得不提快充的基本原理,。智能手機全都使用鋰離子電池，普通 5V／1A 充電器充滿需要 2 小時左右,。從物理學(xué)上提高充電功率有三種方式：第一種電流恒定,、增大電壓，這種方式會導(dǎo)致充電器與手機發(fā)熱,，從而損害電池,。多年來，人們認為快充傷電池,，主要由高壓低電流方式造成的固有印象,。
第二種方式為電壓恒定、增大電流,，通過增加多條并聯(lián)電路,，提高電流總和值。OPPO 初代快充技術(shù)就采用這種方式,，通過設(shè)計電路分流,，每個模塊承擔(dān)的功率并不大，可以很好地避免手機發(fā)熱發(fā)燙,。
第三種方式為同時增大電壓與電流,，將前兩種技術(shù)結(jié)合,，進一步提升電池充電功率。以 OPPO 剛剛在 MWC 上發(fā)布的 240W 快充技術(shù)為例,，最高支持 24V／10A 充電,，電壓與電流都非常高。
無論是小米還是 OPPO,，乃至華為,、vivo，其快充核心方向都離不開以上三種思路,。在功率競賽中,，最終紛紛選擇第三種思路。那么,，如何在保持大電壓,、大電流同時，充電器與手機可以保持穩(wěn)定工作呢,？這就涉及到充電協(xié)議,、電荷泵、接口和線纜等等,。
誰在決定快充上限,？
在快充技術(shù)發(fā)展過程中，快充協(xié)議一直是靈魂,。手機平臺有高通的 QC 協(xié)議,，聯(lián)發(fā)科的 PE 協(xié)議，協(xié)議聯(lián)盟有 PD 協(xié)議,，ufcs 協(xié)議,。甚至手機品牌也有自己的協(xié)議，比如小米的 CC 協(xié)議,，華為的 SCP 協(xié)議,，以及 OPPO 的 VOOC 協(xié)議。
這些五花八門的快充協(xié)議,，大多需要廠家專門配備專屬充電器材,，別家的充電器無法快速充電。唯一的例外是USB－PD 快充協(xié)議,，它兼容了其他快充標(biāo)準,，高通QC3．0 與4．0 ，華為的 SCP 與 FCP ,， MTK 的 PE3．0 與 PE2．0 ,，還有 OPPO 的 VOOC 都可以使用 USB－PD。
同時,，USB－PD 協(xié)議支持高壓低電流與低壓高電流兩種模式,。加上 Android P 中已經(jīng)將 USB－PD 協(xié)議劃為手機必須要支持的一項充電標(biāo)準,， USB－PD 協(xié)議一統(tǒng)天下的格局已經(jīng)形成。
未來,，無論哪家安卓手機品牌,，都需要支持 USB－PD 協(xié)議。作為目前的主流協(xié)議,，USB－PD 協(xié)議規(guī)定最高支持 240W 充電功率,，超過就無法支持?？梢哉f,，USB－PD 協(xié)議決定了充電功率的上限。接下來,，如果有廠商想要突破 240W,，必須先等充電協(xié)議更新到新一代版本。
充電協(xié)議決定了功率的上限,，而影響充電速度的因素還有很多,。大功率充電，通常指的是峰值功率,，并不能代表充電過程中可以一直以該功率充電。
以小米去年發(fā)布的 200W 快充為例,，采用了 3 顆并聯(lián)式電荷泵,，減低熱量；軟件上采用多級遞變的電流算法,，隨溫度控制電流大小,，以保證溫度不會過高，做到速率,、安全兩不誤,；此外，手機還有專門散熱的石墨片,，接口與線纜也做了特別處理,，以便降低阻抗和發(fā)熱。綜合一套下來,，才有了今天的 200W 充電功率,。
快充競爭，不只是高功率
從快充原理,、快充協(xié)議到各品牌的研發(fā)思路可以看出,，單純研發(fā)快充方案并不難，除了小米,、OPPO 等手機廠商,，市場上存在無數(shù)種快充方案,。
以蘇州的英諾賽科為例，這家公司知名度不高,，可它在去年 11 月展示了 All GaN 解決方案,，擁有 65W 到 240W 全系列充電功率。其中140W 方案可支持 28V／5A 輸出,，采用無橋 PFC＋ACF 架構(gòu),，大小與傳統(tǒng) 65W 快充尺寸相當(dāng)；240W方案采用 Totem pole 無橋 PFC＋LLC 設(shè)計,，尺寸僅為一張銀行卡大小,。
由此可見，所謂的快充高功率,，其實并沒有太大設(shè)計難度,，240W 快充可以輕松實現(xiàn)。之所以沒有大批廠商跟進,，關(guān)鍵在于散熱與手機電池壽命,。快充技術(shù)的發(fā)展方向并不只有高功率,，高壽命也是方向之一,。
小米在設(shè)計 200W 快充的時候已經(jīng)在考慮循環(huán)次數(shù)，通過工程師的不懈努力,，最終實現(xiàn) 800 次循環(huán)電池容量不低于 80％,。如此數(shù)據(jù)，比國家標(biāo)準整整高出一倍,。與此同時,，OPPO 也看到電池循環(huán)次數(shù)的重要性。在剛剛閉幕的 MWC 大會上,，OPPO 還推出了 150W 長壽命快充方案,，可實現(xiàn) 1600 次循環(huán)電池容量不低于 80％。
在保證超高充電功率同時,，電池壽命達到行業(yè)最高標(biāo)準,，OPPO 150W 長壽命快充方案徹底解決了手機用戶的焦慮。在快充協(xié)議沒有繼續(xù)進步的時代,，150W 充電功率與 1600 次充電循環(huán)就是最好的解決方案,。當(dāng)然，我們還可以期盼一下 240W 充電功率搭配更高的充電循環(huán)次數(shù),。這,，或許就得看小米、OPPO 等手機廠商的發(fā)揮了。
