隨著(zhù)科技的發(fā)展，智能手機的性能愈發(fā)強大，普及度也是越來(lái)越高，而它在我們的日常生活中的地位更是水漲船高。但是在電池技術(shù)沒(méi)有什么突破性發(fā)展的今天，續航成了所有手機不得不提的一項參數，而充電作為其中不可或缺的一環(huán)，也是被各大手機廠(chǎng)商不遺余力地進(jìn)行宣傳。今天就和大家來(lái)聊一下手機充電技術(shù)的發(fā)展，文中若有任何錯誤歡迎大家指出。

充電知識

 在繼續后面的故事之前，我們需要先補充一點(diǎn)基礎的充電方面的知識。

知識點(diǎn)①：充電的電壓以及發(fā)熱

     目前大多數手機使用的電芯都是單鋰或者多并鋰組成，電芯工作電壓在 2.8V~4.4V 之間，均壓平臺 3.6V-3.8V。當進(jìn)行充電行為時(shí)，電能進(jìn)入手機后通過(guò)手機內的降壓電路處理后再輸出 3.3~4.5V 左右的電壓給電池充電。而這個(gè)電壓轉換壓降過(guò)程，就是由手機內的充電管理 IC 模塊負責。

這個(gè)電壓轉換壓降過(guò)程會(huì )產(chǎn)生發(fā)熱，電壓差距越大產(chǎn)生的熱量會(huì )越多。

知識點(diǎn)②：充電的電流以及功率

手機充電時(shí)的電流并不是一直不變的。優(yōu)秀的充電方案應該是手機需要多大的功率，充電器就給多大的功率，而不是手機只能被動(dòng)地接受充電器一成不變的功率。

當手機處于低電量的時(shí)候，手機會(huì )要求充電器火力全開(kāi)，這就是所謂的充電峰值。在這個(gè)時(shí)候充電速度非?？?，但是損耗和發(fā)熱也很大。

充電時(shí)，隨著(zhù)手機電量的上升，充電的功率往往是逐漸下降的。當手機的電量充到 60%~80% 的時(shí)候（具體看手機廠(chǎng)商的設定），充電電流會(huì )減小，以達到減少電池損耗和手機發(fā)熱量等目的。

在后面這個(gè)階段，電流往往只有幾百毫安甚至更小，充電的功率也很?。ㄏ鄬Χ裕?，也就是我們常說(shuō)的涓流充電。

需要注意的是，涓流充電是大功率充電時(shí)代的產(chǎn)物，對于 5V/500mA 的充電器是沒(méi)有涓流充電這么一說(shuō)的。

下面開(kāi)始正文，本文分為 " 史前 " 時(shí)期、初露鋒芒、快充現世、高低之爭和一統天下五個(gè)部分。

" 史前 " 時(shí)期

我們先來(lái)說(shuō)一下當年功能機還統治著(zhù)地球的時(shí)期，比較早期的充電器和現在的充電器主要有三個(gè)比較明顯的區別：

① 以前的充電器并不像現在這樣數據線(xiàn)和適配器（充電頭）分開(kāi)，而是一體的，也就是充電頭連著(zhù)數據線(xiàn)；

② 以前的充電器功率其實(shí)很小，一般都是 5V/500mA, 也就是 2.5W（瓦）的功率；

③ 以前的充電器單純只能充電，而現在負責的充電器把數據線(xiàn)拔下來(lái)接到電腦上還可以進(jìn)行數據傳輸（同時(shí)也能充電）。

為什么當時(shí)的充電器功率這么小呢？主要原因有兩個(gè)：

① 手機相對功能少，耗電少，因此電池也?。ù蠖鄶凳菐装俸涟矔r(shí) /mAh），不需要太大功率的充電器；

② 大功率的充電器制造難度大，成本高，在當時(shí)的環(huán)境下顯然不劃算。

但是隨著(zhù)手機的發(fā)展，尤其是安卓手機的崛起，手機功能也開(kāi)始增多，耗電量也開(kāi)始增大，電池容量也開(kāi)始突飛猛進(jìn)，到了動(dòng)則上千毫安時(shí)的時(shí)代。這個(gè)時(shí)候如果還是繼續使用著(zhù) 5V/500mA 的充電器，那么就會(huì )出現充電非常慢，而且會(huì )出現邊充電邊玩手機，電量還是越來(lái)越少的這種 " 入不敷出 " 的情況。

在智能手機萌芽的時(shí)候，USB 接口在手機上也隨之普及開(kāi)來(lái)。而手機充電技術(shù)的變革，就從這里開(kāi)始了。

初露鋒芒

比較早開(kāi)始出現的充電標準是 USB BC 1.2（BC 是 Battery Charge 的簡(jiǎn)稱(chēng)）。

USB 規格第一次是于 1995 年，由 Intel（英特爾）、NEC（日本電氣株式會(huì )社）、Compaq（康柏）、DEC（美國數字設備公司）、IBM（國際商業(yè)機器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom（北方電信公司）等七家公司組成的 USB IF（USB Implement Forum）共同提出。

BC 1.2 的出現，讓同時(shí)進(jìn)行充電和數據傳輸成為了主流。

USB BC1.2 標準由 USB IF 協(xié)會(huì )于 2010 年頒布，指的是可直接為關(guān)閉的便攜式設備電池充電，成為建立通過(guò) USB 端口為電池充電的正確方式的關(guān)鍵標準。

說(shuō)白了，BC1.2 就是可以給包括手機在內的便攜式設備使用 USB 接口充電（包括關(guān)機充電）的一套官方標準。

BC 1.2 出來(lái)之前，除了日漸強大的智能手機，諸如數碼相機、DV 等便攜式設備也開(kāi)始逐漸受到人們的青睞。這些便攜式設備與電腦之間的數據交換也變得頻繁了許多，因此，USB 接口在這些設備上開(kāi)始普遍起來(lái)。

盡管 USB 接口出現的目的是為了傳輸數據和連接諸如鍵盤(pán)鼠標的設備而并不是充電，但是在這時(shí)候，如果能使用 USB 接口給這些設備充電，那么就會(huì )方便很多，USB BC 1.2 也就應運而生了。

目前市面上主流的 USB 接口可以分為 USB 2.0 和 USB 3.0 兩種，其中兩者的電壓都是 5V，而電流方面 USB 2.0 為 500mA，USB 3.0 為 900mA。

注：

① USB 3.1 gen1 其實(shí)就是 USB 3.0 的馬甲版（最大傳輸速率仍然是 5Gb/s），而 USB 3.1 gen2 才是升級版，最大傳輸速率可達 10Gb/s，最大輸出電壓 / 電流可達 20V/5A）；

② 傳輸數據的 USB 2.0 的線(xiàn)纜中只有四根線(xiàn)，充電的 MicroUSB 2.0 線(xiàn)纜中有五個(gè)觸點(diǎn)，而 USB 3.0 中升級為了九根線(xiàn)；

③ 常見(jiàn)的 USB 分線(xiàn)器 / 集線(xiàn)器 /HUB 等可以將一個(gè) USB 接口分出多個(gè) USB 接口的設備，在沒(méi)有獨立外接電源的情況下，很有可能因為給每個(gè) USB 接口提供的電流不足而導致連接在該 USB 接口上的設備無(wú)法正常使用甚至是損壞，因此大家在使用這類(lèi)產(chǎn)品的時(shí)候一定要小心。

USB BC 1.2 最大的功勞就是使得 USB 充電的最大電流能夠達到 1500mA 也就是 1.5A，盡管它沒(méi)有提升電壓（因為要適配其他便攜設備），但是將電流提升到 1.5A 之后，USB 接口充電的最大功率就能夠達到 7.5 瓦（W），這個(gè)時(shí)候的 USB BC 1.2 已經(jīng)足夠應付當時(shí)的手機充電了。

USB BC 1.2 的出現不僅使得當時(shí)的 USB 充電規范混亂的場(chǎng)面得到了規范，而且它對于集線(xiàn)器 / 分線(xiàn)器 /HUB 也有著(zhù)很好的支持，特別需要注意的是，為了保證每個(gè)接口能有足夠的電流，支持 BC 1.2 的集線(xiàn)器 / 分線(xiàn)器 /HUB 往往都需要外接電源。

快充現世

盡管 USB BC 1.2 標準已經(jīng)能滿(mǎn)足當時(shí)的充電需求，但是科技的發(fā)展是無(wú)止境的。隨著(zhù)智能手機的發(fā)展，對充電的速度再次提出了更高的要求。而就在這個(gè)時(shí)候，發(fā)布 USB BC 1.2 標準的 USB IF 協(xié)會(huì )居然沒(méi)有給出一套可行的解決方案，而這就為后來(lái)的快充標準大混戰埋下了伏筆。

到了 2013，高通大佬就出場(chǎng)了。當時(shí)高通一拍桌子，振臂一呼：同志們，跟著(zhù)我有肉吃！它率先突破了 USB IF 協(xié)會(huì )關(guān)于 USB BC 1.2 標準中的 1.5A 的最大電流限制，將其提升到了 2A 也就是 10W 的功率（5V/2A），充電速度大幅提升。

這就是高通的 QuickCharge 快充 1.0 版本，也就是 QC 1.0 快充。

了解高通的同學(xué)應該都知道，高通在手機芯片和通信專(zhuān)利方面可謂是一方巨擘，而憑借著(zhù)這個(gè)霸主級別的地位優(yōu)勢，高通可以迅速推廣自己的 QC 快充標準。然后，就可以坐著(zhù)收 QC 標準的授權費。

而到了 2014 年，情況就有些不一樣了，這個(gè)時(shí)候雖然 Type-C 的數據線(xiàn)已經(jīng)面世，但卻還沒(méi)有普及，手機上依舊還使用著(zhù) MicroUSB 2.0 接口的數據線(xiàn)（也就是大家常說(shuō)的安卓線(xiàn)）。前面我們已經(jīng)提到了，由于 MicroUSB 2.0 的數據線(xiàn)內部只有四根線(xiàn)，對電流的承載能力非常有限，2A 基本就是極限了，而 Type-C 接口優(yōu)于設計的優(yōu)越性，接口的觸點(diǎn)非常多，因此內部可以增加的線(xiàn)比 MicroUSB 2.0 要多得多 , 最大可支持 5A 的電流。所以 Type-C 接口與生俱來(lái)就對大電流有著(zhù)極大的友好。

Type-C 接口只是一種接口類(lèi)型，由于體積小，正反可插，以及可以兼容諸多協(xié)議，因此有著(zhù) " 數據接口的終極形態(tài) " 之稱(chēng)，但也因為其兼容了諸多協(xié)議，可以集成視頻、音頻、數據、供電等各種接口和協(xié)議（如雷電三），導致目前市面上的 Type-C 接口功能不一，對新手來(lái)說(shuō)比較不友好。

常見(jiàn)的 MicroUSB 除了 2.0，還有 MicroUSB 3.0，手機上有三星的 note3 和 s5 采用了這種接口。但是由于 MicroUSB 3.0 體積太大，因此后來(lái)就沒(méi)有手機采用這種接口了，反倒是移動(dòng)硬盤(pán)現在用的比較多。

數據接口注：以下提及的 MicroUSB 如無(wú)標注則均為 MicroUSB 2.0

高低之爭

我們繼續回到 2014 年。

而這個(gè)時(shí)候，如果還要繼續通過(guò)增大電流的方法來(lái)提升充電功率，MicroUSB 那孱弱的身軀可承受不了這巨大的電流。于是乎，以高通 QC 為首的高壓快充方案和以 OPPO VOOC 為首的低壓大電流快充方案就此分道揚鑣，而快充協(xié)議的混戰也從此展開(kāi)。

先來(lái)說(shuō)說(shuō)高通這邊的高壓快充方案。

我們都知道 P（功率）=U（電壓）*I（電流），而既然當時(shí)增大電流不行，那就增大電壓?jiǎn)h，同樣是 18W 功率的快充，如果要用 5V 電壓的話(huà)，電流已經(jīng)超過(guò)了 3A，正常的 MicroUSB 是絕對受不了的。而使用 12V 的電壓，電流就只需要 1.5A，一下子電流就降下來(lái)了。這種方案的一大好處就是成本比較低，而壞處就是將充電器的電壓升到這么高，在二次降壓過(guò)程中手機的充電管理 IC 產(chǎn)生的熱量也是極大的，所以高壓快充的一大特點(diǎn)就是手機發(fā)熱嚴重。

注意，1.5A 是 QC 標準比較推薦的電流，因為 2A 是 Micro USB 的極限，業(yè)界的普遍共識是，不要把器件用到極限值，而是要預留余量。

接下來(lái)我們再來(lái)說(shuō)說(shuō) OPPO 的 VOOC 低壓大電流快充。

低壓大電流快充原理和高通不同，OPPO 這邊采用的是另外一種解決方案。不是說(shuō)正常的 MicroUSB 數據線(xiàn)承載不了這么大的電流嘛，那就把充電器從頭到尾徹底改造一番。OPPO 采用在當時(shí)來(lái)說(shuō)相當另類(lèi)的解決方案，在普通的 MicroUSB 數據線(xiàn)中增加了兩個(gè)觸點(diǎn)，使得內部變成了七根線(xiàn)，充電頭也因為整合了 IC 電路而變得奇大無(wú)比。

不僅如此，因為從頭改造電路，所以數據線(xiàn)只能用官方的特制數據線(xiàn)，一般的數據線(xiàn)無(wú)法達到快充的效果，而且這樣做的成本也很高，大電流充電對于電池的損耗也更為明顯，很多使用初期的 VOOC 快充的手機在使用大約一年之后，電池續航嚴重下降。

但是，付出了如此沉重的代價(jià)，OPPO 也不是沒(méi)有收獲的。

初代的 VOOC 快充就憑借著(zhù) 5V/5A 的 25W 超大功率，在充電速度上一騎絕塵，使得其余手機都難以望其項背。而由于它將發(fā)熱源外置到充電器中，手機在充電時(shí)發(fā)熱量明顯小于高壓快充方案。既然 VOOC 快充如此優(yōu)秀，OPPO 自然也不能藏著(zhù)掖著(zhù)，于是乎……

充電五分鐘，通話(huà)兩小時(shí)的廣告詞響徹大江南北。

低壓大電流方案雖然成本高，且對充電設備有比較高的要求（尤其是線(xiàn)材），但是手機上的發(fā)熱量小，充電速度更快。

一統天下

大家當然不可能傻乎乎地去給高通送錢(qián)，在利益的驅使下，各家廠(chǎng)商也開(kāi)始著(zhù)手研發(fā)自己的快充標準。

下面來(lái)說(shuō)一些比較主流的快充。

隨后聯(lián)發(fā)科也推出自己的 Pump Express（PE）和后來(lái)的 Pump Express Plus（PEP）快充，而魅族的 mCharge 快充就是基于此，華為早期推出了 Fast Charge Protocol（fsp）快充，國際巨頭三星也有自己的 AFC（Adaptive Fast Charging）快充，而小米和努比亞等一眾使用高通 SoC 作為自己旗艦手機 SoC 的廠(chǎng)商也是使用的高通的 QC 快充。以上提到的這些都是使用的高壓快充方案。

當然低壓大電流方案這邊也不是沒(méi)有援軍，比如說(shuō)一加。一加 CEO 劉作虎作為 OPPO 前高管，盡管一加使用的是高通的 SoC，但是在一加推出自己的快充方案時(shí)，還是選擇了低壓大電流方案，也就是一加 Dash 閃充。

看到這里是不是覺(jué)得高壓快充方案已經(jīng)贏(yíng)得了勝利，低壓方案只能在一旁茍延殘喘？

當然不是！事情在 2016 年發(fā)生了轉變。

2016 年，Type-C 接口已經(jīng)普及得七七八八了，安卓旗艦手機基本都是使用這種接口，這就為低壓方案的翻身提供了有利條件。（盡管 Type-C 接口支持大電流，但是其線(xiàn)材依舊比較粗）

這一年，華為改變了快充方案，推出了自家的另一類(lèi)快充（scp），全稱(chēng) Super Charge Protocol，搭載的機型有榮耀 Magic、Mate9 和 P10/plus，使用的是 4.5V/5A 的低壓大電流方案。

而聯(lián)發(fā)科這邊的 PEP 快充，也轉投了低壓方案，魅族最新發(fā)布的旗艦 Pro7 Plus 搭載的 mCharge4.0 也是使用了低壓方案，早前的 mCharge3.0 屬于高壓快充方案（24W），充電器輸出電壓最高可達 12V；而 mCharge4.0（25W）屬于低壓大電流方案，充電器輸出電壓 5V，電流可達 5A。

努比亞也推出了自家的快充方案，名為 NeoCharge，使用的是 5V/5.2A 的 26W 低壓大電流快充方案，搭載在努比亞 2017 年發(fā)布的 M2 上。

至于小米……額……好像沒(méi)有低壓快充方案，目前已有的澎湃 S1 上搭載有 9V/2A 的 18W 的澎湃快充，是典型的高壓快充方案。不知道澎湃 S2 會(huì )不會(huì )給我們帶來(lái)驚喜呢？

再說(shuō)說(shuō)高通，高通似乎也發(fā)現了低壓方案的優(yōu)勢，在最新的 QC4 快充上，也使用了低壓大電流方案，不過(guò)于此同時(shí)也還支持著(zhù)高壓快充方案。

盡管目前低壓大電流方案已經(jīng)基本統治了快充，但是各家的快充協(xié)議互不兼容，可以說(shuō)給消費者帶來(lái)了很大的苦惱。

這個(gè)時(shí)候，又到 USB IF 協(xié)會(huì )出場(chǎng)了。

USB IF 協(xié)會(huì )之前當然也沒(méi)有閑著(zhù)，發(fā)布了基于 USB 3.1 中 Type-C 接口的 USB Power Delivery（簡(jiǎn)稱(chēng) USB PD）的充電標準，最高可以提供 100W（20V/5A）的充電功率，旨在統一便攜移動(dòng)設備的充電標準。USB IF 的夢(mèng)想是美好的，只是現實(shí)往往比較殘酷。各家廠(chǎng)商自己做手機，再做快充標準，當然都是首選自家的快充協(xié)議，USB PD 標準也就被晾到了一邊。

但是夢(mèng)想還是要有的，萬(wàn)一實(shí)現了呢？

要知道，USB IF 協(xié)會(huì )的背景可不弱（都是行業(yè)巨頭聯(lián)合成立的），而谷歌官方也是表示安卓一定要支持 USB PD 協(xié)議，不要亂搞些有的沒(méi)的快充協(xié)議。加上 USB IF 協(xié)會(huì )積極與各國以及各個(gè)高端實(shí)驗室溝通，其最新發(fā)布的 USB PD3.0 已經(jīng)成功收編高通的 QC4 快充協(xié)議，至此，高通 QC、聯(lián)發(fā)科 PEP、華為 fcp、scp，OPPO 的 VOOC 等快充協(xié)議基本被 USB PD3.0 收納。而廠(chǎng)商日后研發(fā)自己的快充技術(shù)，只要基于 USB PD 的協(xié)議即可。USB PD 協(xié)議有望一統江湖。

但是，盡管前途一片光明，道路還是一片崎嶇，快充大一統，還是有很長(cháng)的路要走。