什么是快充技術(shù)？

　　2015年下半年，很多機(jī)型都配備了快速充電技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，充電功率超過(guò)10W（也就是5V 2A）才能稱(chēng)之為快速充電。

　　手機(jī)充電進(jìn)化

　　一開(kāi)始手機(jī)電池都不大，這個(gè)時(shí)候USB接口默認(rèn)的5V 0.5A就可以滿(mǎn)足充電的需要；但是當(dāng)智能機(jī)出現(xiàn)之后，由于對(duì)性能的大幅度渴求導(dǎo)致功耗上升，0.5A已經(jīng)滿(mǎn)足不了需要了；于是定義了一個(gè)增強(qiáng)的USB充電識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)： BC 1.2。它將充電電流最大擴(kuò)展到5V 1.5A。

　　但是到了2013年左右，出現(xiàn)了3000毫安時(shí)以上的智能手機(jī)，這個(gè)時(shí)候就算是5V 1.5A也不能滿(mǎn)足需求了，于是再次擴(kuò)展到5V 2A。

　　決定未來(lái)快充技術(shù)發(fā)展的決定性因素有兩個(gè)：一是標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)。利用高壓充電增大充電傳輸功率已經(jīng)是行業(yè)共識(shí)，無(wú)論哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都將引入高壓充電概念。二是鋰電池材料技術(shù)發(fā)展的瓶頸。在保障能量密度的情況下，提高鋰電池對(duì)于快速充電的容受能力是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

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　　快充方案優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

　　其他快充技術(shù)

　　蘋(píng)果公司在快充技術(shù)上也推出了自家的解決方案，采用提高電壓的方法，實(shí)現(xiàn)Apple 20V快充技術(shù)。未來(lái)iOS或?qū)⑴鋫漭敵?V到20V的充電器，打破現(xiàn)在5V的充電器限制。iPhone可以使用最高20V的充電器來(lái)充電。有傳言，在即將上市的iPhone6s中，可能會(huì)搭載此項(xiàng)技術(shù)。果粉們可以期待一下。

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　　半導(dǎo)體廠(chǎng)商方案全集

　　聯(lián)發(fā)科

　　處理器代表型號(hào)：MT6795/MT6735/MT6753/MT6752/MT6732

　　Pump Express 3.0完全兼容此前的1.0和2.0，和前兩代的高壓充電相比，3.0采用了低壓直充方式，再加上支持雙向USB通信，能達(dá)到超過(guò)96%以上的極高效率。將手機(jī)電池從0充至70%僅需20分鐘，是傳統(tǒng)充電速度的5倍，是目前市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)方案的2倍。相對(duì)于2.0，Pump Express 3.0的功耗降低達(dá)50%。

　　高通

　　高通也推出了第三代QC 3.0快充技術(shù)，和QC 2.0相比，進(jìn)一步提高了總體效率，減少了手機(jī)的發(fā)熱。據(jù)悉，高通能為客戶(hù)提供4個(gè)檔位的主芯片，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)對(duì)于充電速度、充電線(xiàn)路等的個(gè)性化要求。高通方面表示，快速充電涉及的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)非常多，跟適配器、電池等都有關(guān)系，而所有的環(huán)節(jié)都有可能成為充電體驗(yàn)的瓶頸，所以高通致力于和所有的合作伙伴共同推動(dòng)快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　NXP

　　恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理陳筠儀介紹了恩智浦ACDC快充解決方案。充電時(shí)，變壓器的溫度會(huì)升高。而電壓和溫度的關(guān)系可以理解為一個(gè)蹺蹺板，提高效率，就可以降低溫度。NXP正是用這種理念來(lái)推動(dòng)快充效率不斷提升，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步。目前，NXP已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)90%以上的效率，來(lái)幫助客戶(hù)滿(mǎn)足美國(guó)、歐盟等市場(chǎng)的嚴(yán)苛要求。

　　硅谷數(shù)模

　　硅谷數(shù)模USB PD標(biāo)準(zhǔn)及Analogix USB PD解決方案尺寸小只是USB Type-C眾多特性之一，市場(chǎng)上對(duì)USB Type-C更多的需求集中在可以正反插、進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸、電力充電以及視頻數(shù)據(jù)傳輸，所以它具備多合一的功能。配備Type-C連接器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格連接線(xiàn)可通過(guò)3A電流，同時(shí)還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的USB PD，可以提供最大100W 的電力。

　　快充主流企業(yè)和型號(hào)

　　德州儀器

　　型號(hào)：BQ24157/158

　　描述：一款針對(duì)廣泛便攜式應(yīng)用中所用單節(jié)鋰離子和鋰聚合物電池的緊湊、靈活、高效、支持 USB 開(kāi)關(guān)模式充電管理的器件?？赏ㄟ^(guò)一個(gè) I2C 接口對(duì)充電參數(shù)進(jìn)行編程。 IC 將同步 PWM 控制器、功率 MOSFET、輸入電流感應(yīng)、高準(zhǔn)確度電流和電壓調(diào)節(jié)以及充電終止功能集成到小型 WCSP 封裝中。

　　仙童

　　型號(hào)：FAN5405/FAN54015

　　描述：結(jié)合高度集成的開(kāi)關(guān)模式充電器在最大程度上縮短USB電源的單體鋰離子充電時(shí)間，結(jié)合升壓調(diào)節(jié)器通過(guò)電池給USB外設(shè)供電。通過(guò)操作速度高達(dá)3.4Mbps的I2C接口，可對(duì)充電參數(shù)和工作模式進(jìn)行編程。充電器電路和升壓調(diào)節(jié)器電路切換到3MHz在最大程度上降低外部無(wú)源器件的大小。

　　電路圖

　　漢能

　　型號(hào)：HE41201

　　描述：充電同時(shí)，電池可以同時(shí)使用。不用擔(dān)心電池耗盡時(shí)充電開(kāi)不機(jī)，該芯片最大輸出電流可達(dá)到500M，電流可達(dá)到2A，轉(zhuǎn)換率達(dá)到93%。

　　電路圖

　　鉦銘科

　　型號(hào)：LNK306D

　　描述：采用雙芯片設(shè)計(jì)，高壓開(kāi)關(guān)管采用雙極型晶體管設(shè)計(jì)，以降低產(chǎn)品成本；控制電路采用大規(guī)模MOS數(shù)字電路設(shè)計(jì)，并采用E極驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)雙極型晶體芯片，以提高高壓開(kāi)關(guān)管的安全耐壓值。內(nèi)建自供電電路，不需要外部給芯片提供電源，有效的降低外部元件的數(shù)量及成本。

　　電路圖

　　希荻微電子

　　型號(hào)：HL7005

　　描述：緊湊、靈活、高效、兼容USB的開(kāi)關(guān)式充電管理芯片，芯片集成一個(gè)同步PWM控制器，功率MOSFET，輸入電流檢測(cè)，高精度的電流/電壓調(diào)節(jié)和充電截止等功能，采用WLCSP封裝。目前該芯片已經(jīng)得到相關(guān)平臺(tái)的原始參考設(shè)計(jì)用料認(rèn)證，已經(jīng)在多家手機(jī)和平板廠(chǎng)商端量產(chǎn)出貨。

　　電路圖

　　快充實(shí)測(cè)對(duì)比

　　以充電百分比表示的充電速率圖（圖片來(lái)自GSMArena）

　　以充電量表示的充電速率圖（圖片來(lái)自GSMArena）

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　　快充是否會(huì)影響使用壽命？

　　快充是否會(huì)影響電池使用壽命呢電？其實(shí)電池快充技術(shù)對(duì)于電池壽命的影響的說(shuō)法最早從消費(fèi)電子時(shí)就存在了，不過(guò)這一說(shuō)法真正的被外界擔(dān)憂(yōu)，還是出現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)剛興起的時(shí)候，當(dāng)時(shí)充電樁和充電站還非常稀缺。

　　所以為了保證充電速度，一部分充電站使用了直流電，能夠讓電動(dòng)車(chē)在短時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)盡可能多的電量。所以，問(wèn)題便自然而然的出現(xiàn)了，因?yàn)樵诩夹g(shù)不成熟的情況下，用直流電頻繁的快充，勢(shì)必令電池的壽命縮短。

　　不過(guò)，美國(guó)能源部SLAC國(guó)家加速實(shí)驗(yàn)室中，一支由來(lái)自于斯坦福大學(xué)和斯坦福材料與能源科學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)最新研究發(fā)現(xiàn)，這種說(shuō)法很可能是錯(cuò)誤的。快速充電或者快速放電，對(duì)于電池本身是有影響的，但或許并沒(méi)有大家之前所設(shè)想得那么嚴(yán)重，而慢充，對(duì)于電池的益處也并沒(méi)有那么大。

　　我們都知道，電池的充放電過(guò)程，就是陰極與陽(yáng)極釋放和吸收離子的過(guò)程。而這這個(gè)過(guò)程中，電池電極的變化是決定電池壽命的因素之一。但是直到這項(xiàng)研究之前，電極在充放電過(guò)程中的變化一直并沒(méi)有被充分地理解和認(rèn)知。

　　在電池充放電的時(shí)候，電池的陰極與陽(yáng)極會(huì)隨著離子的釋放和吸收而縮小和膨脹，這也是電池電極會(huì)受到損耗和損傷的主要原因之一。在研究時(shí)，科學(xué)家們選擇了磷酸鐵鋰電池作為觀(guān)察對(duì)象。在觀(guān)察中發(fā)現(xiàn)，如果材料中的大多數(shù)或者所有的離子都參與到充放電過(guò)程中，那么這些離子被釋放和吸收的速度就會(huì)放緩，也會(huì)更加統(tǒng)一。

　　所以，對(duì)于快充對(duì)于電池的影響，我們還是要辯證的看，對(duì)于不支持快充的手機(jī)來(lái)說(shuō)，如果采用大電流或者大電壓的充電器，設(shè)備無(wú)法承受如此高的電流電壓，電池自然會(huì)出問(wèn)題，不過(guò)只要你使用的是原裝配套的充電器或者是其認(rèn)證的配件，就不必?fù)?dān)心。

　　或者直接充電腦的USB接口上充電，任何設(shè)備幾乎都不會(huì)有問(wèn)題。這也是此前很多專(zhuān)家建議大家用原裝充電器的原因。

　　每款設(shè)備在出廠(chǎng)前，都會(huì)有一系列的監(jiān)測(cè)機(jī)制，對(duì)于電流電壓的承受力，也都會(huì)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，只要不超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就不會(huì)有太大的影響。我們前面也提到，電壓、電流和電阻都是相互聯(lián)系的，電壓越高，電流會(huì)更高效，不過(guò)高電壓也會(huì)更危險(xiǎn)，所以就需要一個(gè)智能的電壓控制器來(lái)監(jiān)控電壓并依此調(diào)節(jié)送入設(shè)備的電壓和電流，而大部分充電器以及手機(jī)都是擁有這一功能的。

　　至于快充，在我們分析過(guò)其原理后，更能夠確認(rèn)其保護(hù)機(jī)制，比如高通以及聯(lián)發(fā)科的解決方案，即便自動(dòng)分檔的每個(gè)檔位斷檔較大，那么對(duì)于電池的影響也是極其有限的。

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　　快充的安全性到底有沒(méi)有保障？

　　那么快充的安全性到底有保障嗎？這個(gè)可以舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比較利于理解，可以想象電池是一個(gè)水球，那么在水球小的時(shí)候，我們可以很隨意的快速加水，不過(guò)當(dāng)水量達(dá)到一定的程度，水球承受能力快達(dá)到臨界值，如果繼續(xù)快速加水，很可能把它水球弄爆炸。

　　所以為了保證水球不爆炸，最后階段就要減小水量，控制得當(dāng)，就可以在水球不爆炸的情況下把水球灌滿(mǎn)。

　　而結(jié)合快充，我們看到不管是哪種快充協(xié)議，都是前期爆發(fā)式充電，將效率最大化，而到了90%的電量后，則進(jìn)入涓流充電，充電器與設(shè)備里的芯片協(xié)同工作，以控制進(jìn)入電池的電流，達(dá)到充電5分鐘，通話(huà)幾小時(shí)的快充效果。

　　正是因?yàn)橛辛诉@樣的協(xié)同工作，所以根據(jù)手機(jī)的情況，控制好電流，在安全性上就不會(huì)出現(xiàn)太大的問(wèn)題。當(dāng)然，這一切都需要手機(jī)與充電器相匹配才行，如果采用早期不支持自動(dòng)調(diào)檔的快充充電器，為不支持快充的手機(jī)充電，還是可能出現(xiàn)安全性的問(wèn)題，所以在匹配充電器的時(shí)候，大家還是多費(fèi)心研究一下比較好。
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　　結(jié)束語(yǔ)：未來(lái)，當(dāng)電子產(chǎn)品沒(méi)電了，只要插上電源，完全不需要長(zhǎng)時(shí)間的等待，充滿(mǎn)電就是分分鐘的事兒。這樣的充電速度，真是一種享受啊。那么，小伙伴們用的手機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)快充嗎？你的手機(jī)充電需要多久？歡迎留言吐槽！