2015年,高通在MWC上展示了處理器驍龍820,全新的14nm的制程工藝,支持LTE Cat.10 標準與三載波聚合,下載峰值速度高達 450Mbps,支持雙通道 LPDDR4-1866 內存,GPU 則為全新的 Adreno 530,據稱相比過去性能提高 40%,而功耗則降低 30%。然而,這些參數并不是這篇文章關注的重點,更新到3.0 版本的“快速充電”技術則是今天的主題,通過高通Quick Charge來談談智能手機的快速充電。

早期智能手機的充電器輸出電壓與電流都較低,這是充電能效低下的主要原因
前快充時代
早在Nexus 4身上我們就看到高通給出的快充(Quick Charge)方案,對于這款早期的快充方案,其實大家都非常熟悉,并且運用得非常廣泛。當時,在手機充電時因受到電池的輸出電壓限制,充電器輸入的電壓在 4V 上下,手機能夠承受的輸入電流也是一定,所以必定有一部分的功率是要損耗在充電器上的,所以充電時,充電器與手機燙手也屬于正常現象。而高通快充的出現,就是為了解決手機與充電器發熱的問題。它能將手機電池可以承受的輸入電流調高,使得損耗大幅度降低,并且它還能使手機充電電源輸入電流的范圍有小范圍提升,從100mA到2000mA。
總的來說,高通快充最大的用處就是提高了手機對于高電流的承受能力,使得它能夠接受充電器高電流的輸入,縮短充電時間;識別不同的電源輸入類型。
快充的時代

升級至高通快充2.0后,手機充電速率有巨大提升
隨著手機硬件的快速發展以及元器件功耗的提升,各大手機廠商都紛紛采用了大電池的策略。大電池帶來的續航能力與充電時長成正比,而不少廠商都開始研發屬于自己的快速充電技術,而高通快充也從早期的版本來到了2.0。
我們都知道手機的充電設備是由USB數據線與電源適配器組成,由于結構與數據線品質的問題,使得我們在充電時不能保證100%的高輸出電流。而且高強度的電流輸出對于線材的損耗較大,所以高通快充2.0 并沒有選擇直接增加充電器輸出電流的方式,來加快充電速度,反而是在外部設備上,保證輸出電流不變,通過增加充電器的輸出電壓,來增加充電器的輸出功率。簡單地說,高通快充2.0就是由設備通過USB數據通信口D+/D- ,輸出電壓信號給充電器,充電器內置USB輸入解碼芯片,判斷充電器需要輸出電壓大小,所以對于充電的USB線也沒有特別的要求。

支持多電壓充電是高通快充2.0最大特色
這種提升電壓降低電流的充電方式大幅度加快了手機充電的速度,并且給予了其他廠家實現快速充電的可能,用戶可以購買到同時兼容5V、9V、12V三種電壓規格的快速充電器,如:Motorola Turbo ChargerPower up fast、HTC Rapid Charger 2.0、三星EP-TA20CBC、Ktec冠德 VP001以及小米MDY-03-EB等。隨著高通快充2.0充電標準化的普及以及技術的開放,所以我們在一些非高通芯片的手機上也可以看到一些基于高通QC2.0的衍生快充技術,比如華為的快充技術和華碩的BoostMaster。
說到快充方案,一定避不開國產手機廠商OPPO,其2015年推出搭載VOOC 2.0的R7/Plus打出了“充電五分鐘,通話兩小時”的廣告語,如此自信的表達方式是建立在VOOC閃充技術之上的。

由于不少廠商沒有提供支持高通快充的充電器,用戶可通過其他渠道購買
VOOC閃充是通過在5V充電電壓不變的情況下,增加充電電流到5A,直接提高輸入電流的方式,提高充電效率,并使用并聯電路的方式進行分流,所以OPPO VOOC技術需要使用專用的充電線。OPPO VOOC充電線接口有8個觸點,能實現多路5V充電,從而提升手機的充電速度。OPPO采用專用的充電線與電源適配器將快速充電的模組外置,從而降低了手機在快速充電時候的發熱。
一旦涉及快速充電,手機廠商的設計思路大致都是基于上述兩種解決方案。現階段除了高通快充2.0與OPPO VOOC2.0之外,當然少不了另一大芯片廠商聯發科,他們給出的快充方案是 Pump Express Plus,與兩家廠商不同的是,它采用的快充技術原理較為復雜,此項技術需要配合聯發科生產的電源管理芯片來實現,現階段已發售的聯發科MT6795已經能支持Pump Express Plus快充技術,不過在理論上在聯發科所有處理器平臺上使用專用的電源管理芯片都能實現快速充電功能。Pump Express Plus技術允許充電器根據電流決定充電所需的初始電壓,由電源管理芯片發出脈沖電流指令通過USB的Vbus傳送給充電器,充電器依照這個指令調變輸出電壓,電壓逐漸增加至高達12V達到最大充電電壓,因此使用一般的USB線就能支持Pump Express Plus快充技術。
快充的未來
雖然現階段我們擁有較為出色的快充技術,但這并不能讓芯片廠商止步于此,誰都想通過此項技術在未來的便攜移動設備市場上占據絕對的份額。德州儀器也拿出了快充解決思路“MaxCharge”,它是通過單獨分離快充處理器,而不是被綁定在處理器上。在手機充電的過程中,毋須調動處理器就能實現快速充電。同時,由于充電是在單獨的處理芯片上,德州儀器可以在處理器上增添更多的管理模塊,優化手機快速充電的過程,均衡手機充電速度和發熱的問題。最大支持 14V 和 5 A 電流的輸入,在充電速率上將有很大的提升。
在早期快充2.0時代,手機在充電過程中電源適配器與手機有著可觀的發熱量,因此在充電過程中控制發熱量成為了快充3.0迫切需要解決的問題。驍龍820 搭配了新的“快速充電 3.0”,同時加入了電壓調控技術“Negotiation for Optimum Voltage(INOV)”,它能夠根據手機的狀態,隨時調節充電電壓,這與聯發科的快充技術有些許類似。3.0 版本的快充,支持以200mV 增量,提供從 3.6V 到 20V 電壓的靈活選擇,試圖減少功耗損失,減少充電時的發熱問題。當然,這都需要通過成熟產品來進行驗證。
支持快速充電手機推薦
高通快速充電手機
對于使用高通方案的智能手機來說(配備驍龍800~驍龍810處理器)都支持快速充電,只不過大部分國行手機在出廠時并沒有為用戶配備同時兼容5V、9V、12V三種電壓規格的快速充電器。因此。使用高通處理器的用戶,只要購得一款兼容三電壓規格的充電器就能實現快速充電了。
我們在淘寶上以高通QC2.0為關鍵詞進行搜索,就能得到多種選擇,由于高通快速充電對線材并沒有要求,因此建議用戶直接購買充電頭即可,不必再購買一根所謂的快速充電線。
MTK快速充電手機推薦
Pump Express Plus技術與高通快充相仿,都對手機處理器芯片有需求。魅族MX5采用的MTK6795處理器自然是支持MTK快速充電技術的,再加上魅族對此項快速充電技術進行了二次優化,在9V電壓下能實現1.85A的電流輸出,讓充電更快速。
金立M5是金立主打超級續航的手機,手機采用6020mAh電池,采用雙電池方案,超大電池當然對于快充技術的支持更為有必要,金立M5采用聯發科MT6735處理器,支持聯發科Pump Express Plus快充技術。雖然金立M5為用戶配備了快速充電頭,但是充電器僅提供5V和9V兩個充電電壓,最高支持2A的充電電流。
高通快充衍生版手機推薦
采用麒麟935處理器的華為榮耀7同樣支持快速充電,官方在宣傳上稱該手機采用華為快充技術,但我們可以將其看作是基于高通快充2.0的一個衍生版。榮耀7只有全網通版本才配備快充充電器,其他版本只配備5V2A的充電器。但是,榮耀快充充電器與金立M5一樣也只為用戶提供5V和9V兩個充電電壓,缺少12V充電電壓的支持。
VOOC快速充電手機推薦
自OPPO在FIND 7上配備了VOOC快速充電技術后,其推出的手機均支持快速充電技術。5V/5A的輸出功率為用戶帶來了超快的充電體驗。2015年中,OPPO推出了搭載VOOC 2.0的R7系列,它們在充電時的溫度控制、充電速率以及穩定性上都有一定的提升。