隨著科技的發(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)沒有什么突破性發(fā)展的今天，續(xù)航成了所有手機不得不提的一項參數(shù)，而充電作為其中不可或缺的一環(huán)，也是被各大手機廠商不遺余力地進(jìn)行宣傳。今天就和大家來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(xù)后面的故事之前，我們需要先補充一點基礎(chǔ)的充電方面的知識。

知識點①：充電的電壓以及發(fā)熱

     目前大多數(shù)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(dāng)進(jìn)行充電行為時，電能進(jìn)入手機后通過手機內(nèi)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。而這個電壓轉(zhuǎn)換壓降過程，就是由手機內(nèi)的充電管理 IC 模塊負(fù)責(zé)。

這個電壓轉(zhuǎn)換壓降過程會產(chǎn)生發(fā)熱，電壓差距越大產(chǎn)生的熱量會越多。

知識點②：充電的電流以及功率

手機充電時的電流并不是一直不變的。優(yōu)秀的充電方案應(yīng)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地接受充電器一成不變的功率。

當(dāng)手機處于低電量的時候，手機會要求充電器火力全開，這就是所謂的充電峰值。在這個時候充電速度非常快，但是損耗和發(fā)熱也很大。

充電時，隨著手機電量的上升，充電的功率往往是逐漸下降的。當(dāng)手機的電量充到 60%~80% 的時候（具體看手機廠商的設(shè)定），充電電流會減小，以達(dá)到減少電池?fù)p耗和手機發(fā)熱量等目的。

在后面這個階段，電流往往只有幾百毫安甚至更小，充電的功率也很小（相對而言），也就是我們常說的涓流充電。

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

下面開始正文，本文分為 " 史前 " 時期、初露鋒芒、快充現(xiàn)世、高低之爭和一統(tǒng)天下五個部分。

" 史前 " 時期

我們先來說一下當(dāng)年功能機還統(tǒng)治著地球的時期，比較早期的充電器和現(xiàn)在的充電器主要有三個比較明顯的區(qū)別：

① 以前的充電器并不像現(xiàn)在這樣數(shù)據(jù)線和適配器（充電頭）分開，而是一體的，也就是充電頭連著數(shù)據(jù)線；

② 以前的充電器功率其實很小，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(xiàn)在負(fù)責(zé)的充電器把數(shù)據(jù)線拔下來接到電腦上還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸（同時也能充電）。

為什么當(dāng)時的充電器功率這么小呢？主要原因有兩個：

① 手機相對功能少，耗電少，因此電池也小（大多數(shù)是幾百毫安時 /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(dāng)時的環(huán)境下顯然不劃算。

但是隨著手機的發(fā)展，尤其是安卓手機的崛起，手機功能也開始增多，耗電量也開始增大，電池容量也開始突飛猛進(jìn)，到了動則上千毫安時的時代。這個時候如果還是繼續(xù)使用著 5V/500mA 的充電器，那么就會出現(xiàn)充電非常慢，而且會出現(xiàn)邊充電邊玩手機，電量還是越來越少的這種 " 入不敷出 " 的情況。

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

初露鋒芒

比較早開始出現(xiàn)的充電標(biāo)準(zhǔn)是 USB BC 1.2（BC 是 Battery Charge 的簡稱）。

USB 規(guī)格第一次是于 1995 年，由 Intel（英特爾）、NEC（日本電氣株式會社）、Compaq（康柏）、DEC（美國數(shù)字設(shè)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(xiàn)，讓同時進(jìn)行充電和數(shù)據(jù)傳輸成為了主流。

USB BC1.2 標(biāo)準(zhǔn)由 USB IF 協(xié)會于 2010 年頒布，指的是可直接為關(guān)閉的便攜式設(shè)備電池充電，成為建立通過 USB 端口為電池充電的正確方式的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。

說白了，BC1.2 就是可以給包括手機在內(nèi)的便攜式設(shè)備使用 USB 接口充電（包括關(guān)機充電）的一套官方標(biāo)準(zhǔn)。

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

盡管 USB 接口出現(xiàn)的目的是為了傳輸數(shù)據(jù)和連接諸如鍵盤鼠標(biāo)的設(shè)備而并不是充電，但是在這時候，如果能使用 USB 接口給這些設(shè)備充電，那么就會方便很多，USB BC 1.2 也就應(yīng)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(dá) 10Gb/s，最大輸出電壓 / 電流可達(dá) 20V/5A）；

② 傳輸數(shù)據(jù)的 USB 2.0 的線纜中只有四根線，充電的 MicroUSB 2.0 線纜中有五個觸點，而 USB 3.0 中升級為了九根線；

③ 常見的 USB 分線器 / 集線器 /HUB 等可以將一個 USB 接口分出多個 USB 接口的設(shè)備，在沒有獨立外接電源的情況下，很有可能因為給每個 USB 接口提供的電流不足而導(dǎo)致連接在該 USB 接口上的設(shè)備無法正常使用甚至是損壞，因此大家在使用這類產(chǎn)品的時候一定要小心。

USB BC 1.2 最大的功勞就是使得 USB 充電的最大電流能夠達(dá)到 1500mA 也就是 1.5A，盡管它沒有提升電壓（因為要適配其他便攜設(shè)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(dá)到 7.5 瓦（W），這個時候的 USB BC 1.2 已經(jīng)足夠應(yīng)付當(dāng)時的手機充電了。

USB BC 1.2 的出現(xiàn)不僅使得當(dāng)時的 USB 充電規(guī)范混亂的場面得到了規(guī)范，而且它對于集線器 / 分線器 /HUB 也有著很好的支持，特別需要注意的是，為了保證每個接口能有足夠的電流，支持 BC 1.2 的集線器 / 分線器 /HUB 往往都需要外接電源。

快充現(xiàn)世

盡管 USB BC 1.2 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)能滿足當(dāng)時的充電需求，但是科技的發(fā)展是無止境的。隨著智能手機的發(fā)展，對充電的速度再次提出了更高的要求。而就在這個時候，發(fā)布 USB BC 1.2 標(biāo)準(zhǔn)的 USB IF 協(xié)會居然沒有給出一套可行的解決方案，而這就為后來的快充標(biāo)準(zhǔn)大混戰(zhàn)埋下了伏筆。

到了 2013，高通大佬就出場了。當(dāng)時高通一拍桌子，振臂一呼：同志們，跟著我有肉吃！它率先突破了 USB IF 協(xié)會關(guān)于 USB BC 1.2 標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)該都知道，高通在手機芯片和通信專利方面可謂是一方巨擘，而憑借著這個霸主級別的地位優(yōu)勢，高通可以迅速推廣自己的 QC 快充標(biāo)準(zhǔn)。然后，就可以坐著收 QC 標(biāo)準(zhǔn)的授權(quán)費。

而到了 2014 年，情況就有些不一樣了，這個時候雖然 Type-C 的數(shù)據(jù)線已經(jīng)面世，但卻還沒有普及，手機上依舊還使用著 MicroUSB 2.0 接口的數(shù)據(jù)線（也就是大家常說的安卓線）。前面我們已經(jīng)提到了，由于 MicroUSB 2.0 的數(shù)據(jù)線內(nèi)部只有四根線，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(shè)計的優(yōu)越性，接口的觸點非常多，因此內(nèi)部可以增加的線比 MicroUSB 2.0 要多得多 , 最大可支持 5A 的電流。所以 Type-C 接口與生俱來就對大電流有著極大的友好。

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

常見的 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，因此后來就沒有手機采用這種接口了，反倒是移動硬盤現(xiàn)在用的比較多。

數(shù)據(jù)接口注：以下提及的 MicroUSB 如無標(biāo)注則均為 MicroUSB 2.0

高低之爭

我們繼續(xù)回到 2014 年。

而這個時候，如果還要繼續(xù)通過增大電流的方法來提升充電功率，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(zhàn)也從此展開。

先來說說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(dāng)時增大電流不行，那就增大電壓唄，同樣是 18W 功率的快充，如果要用 5V 電壓的話，電流已經(jīng)超過了 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就是手機發(fā)熱嚴(yán)重。

注意，1.5A 是 QC 標(biāo)準(zhǔn)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(yù)留余量。

接下來我們再來說說 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。不是說正常的 MicroUSB 數(shù)據(jù)線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(dāng)時來說相當(dāng)另類的解決方案，在普通的 MicroUSB 數(shù)據(jù)線中增加了兩個觸點，使得內(nèi)部變成了七根線，充電頭也因為整合了 IC 電路而變得奇大無比。

不僅如此，因為從頭改造電路，所以數(shù)據(jù)線只能用官方的特制數(shù)據(jù)線，一般的數(shù)據(jù)線無法達(dá)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(xù)航嚴(yán)重下降。

但是，付出了如此沉重的代價，OPPO 也不是沒有收獲的。

初代的 VOOC 快充就憑借著 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 自然也不能藏著掖著，于是乎……

充電五分鐘，通話兩小時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(shè)備有比較高的要求（尤其是線材），但是手機上的發(fā)熱量小，充電速度更快。

一統(tǒng)天下

大家當(dāng)然不可能傻乎乎地去給高通送錢，在利益的驅(qū)使下，各家廠商也開始著手研發(fā)自己的快充標(biāo)準(zhǔn)。

下面來說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(dāng)然低壓大電流方案這邊也不是沒有援軍，比如說一加。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，還是選擇了低壓大電流方案，也就是一加 Dash 閃充。

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

當(dāng)然不是！事情在 2016 年發(fā)生了轉(zhuǎn)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快充（scp），全稱 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(zhuǎn)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(dá) 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(dá) 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 會不會給我們帶來驚喜呢？

再說說高通，高通似乎也發(fā)現(xiàn)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，不過于此同時也還支持著高壓快充方案。

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

這個時候，又到 USB IF 協(xié)會出場了。

USB IF 協(xié)會之前當(dāng)然也沒有閑著，發(fā)布了基于 USB 3.1 中 Type-C 接口的 USB Power Delivery（簡稱 USB PD）的充電標(biāo)準(zhǔn)，最高可以提供 100W（20V/5A）的充電功率，旨在統(tǒng)一便攜移動設(shè)備的充電標(biāo)準(zhǔn)。USB IF 的夢想是美好的，只是現(xiàn)實往往比較殘酷。各家廠商自己做手機，再做快充標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然都是首選自家的快充協(xié)議，USB PD 標(biāo)準(zhǔn)也就被晾到了一邊。

但是夢想還是要有的，萬一實現(xiàn)了呢？

要知道，USB IF 協(xié)會的背景可不弱（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，不要亂搞些有的沒的快充協(xié)議。加上 USB IF 協(xié)會積極與各國以及各個高端實驗室溝通，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(tǒng)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(tǒng)，還是有很長的路要走。