2019年10月2日更新:2018款iPad Pro改用Type-C,次年iPhone 11仍然使用Lighting接口,附赠电源线改为Type-C——Lighting。此外OPPO Reno ACE充电功率来到了新高——65W,无线充电速率Top1则交由华为,达到27W。

0x00 背景

电子设备,没电怎么能行,emmm,没电就是一堆废铁(鸟哥曾言)。电池容量=体积*能量密度,然而,提高体积简直是痴人说梦。能量密度则就受限于锂电池的基础原理,而其无法本质性的提高根本原因则在于:

“为了有序的电子转移,为了有序的锂离子与锂原子的分布,电池需要电解质以及各种辅助材料,需要在阴极阳极表面有规整的结构,而这些都是以能量密度为代价的。”(来自知乎用户陈远威 ,具体的问题可以参考这篇回答。)

然而,处理器,屏幕什么的硬件耗电仍在增加,提高电池容量已成为空谈,于是厂家们使用了黑科技,快充。

0x01 前期

早期的充电协议电压止于5V,电流限制在2A,功能机的充电功率甚至只有2.5W,放在当下,500mA的充电电流,可能只是“边充便掉”罢了。
曾经的QC 1.0( Quick Charge),PE(MTK Pump Express),BC 1.2(Battery Charge),都是早期快充的代表协议。

(望了一眼自己满屋子5V1A的充电头,不禁流下了泪水。。。

0x02 现状

(示意图)

高电压低电流

例如PD,QC 2.0/3.0,FCP,等充电协议,此类协议采用9V/12V/20V供电(QC 2.0)。由于一般锂离子电池标准电压为3.7V,因此需要借助DC-DC降压,在降压的过程中,不免发生在降压板上的损耗,因此一般效率只有80%左右。降压的损耗同时带来了发热的问题,因此用户体验不是很友好。但是,使用此类快充协议的设备,对外设要求不高,因此兼容性可圈可点。

QC

这里的QC3.0快充协议,较QC2.0增加了 Intelligent Negotiation for Optimum Voltage (INOV)算法,该算法允许设备以0.2mV的步进调整电压,电压范围同时扩大到3.6V-20V。两代协议的更迭,虽然没有提高充电功率,但是更优的算法使得QC 3.0的充电速度增加了27%。官网介绍:Quick Charge 3.0 employs Intelligent Negotiation for Optimum Voltage (INOV), an algorithm which allows your portable device to determine what power level to request at any point in time, enabling optimum power transfer while maximizing efficiency. It also supports wider voltage options, allowing a mobile device to dynamically adjust to the ideal voltage level supported by that specific device. Specifically, Quick Charge 3.0 offers a more granular range of voltages: 200mV increments, from 3.6V to 20V. That way your phone can target one of dozens of power levels.

PD

最值得一提的便是PD协议,USB PD协议是由USB-IF制定的快速充电规范,将原有5V/2A的规范提高到100W。PD协议关心供电双方乃至整个供电系统,因此可以用来双向供电或者组成整个系统供电。此种方案与QC协议不同,QC协议只关心供电,因此电能传输是单方向的,不具备组网能力。

低电压高电流

VOOC

此类方案最著名的要数OPPO的VOOC闪充,VOOC闪充与高电压快充方案的不同之处便在于输出电压的高低,VOOC协议仍使用传统的电压输出,从而避免了内部IC的二次降压,供电效率也高达97%。然而,此种方案对设备要求较高,厂家需要定制电源适配器,内部IC电路,电池,线材同样也需另行采购。这也就造就了此种解决方案的兼容性极差,陈本颇高。

另外一个与VOOC四处同门的DASH闪充,通过充电头网的拆解可以看出,二者的内部电路,技术架构同宗同源。但是,DASH闪充在接口引出的时候采用了Type-C接口QAQ。(来自充电头网)

MTK PE

MTK公布的最新PE 3.0中,将步进调整为10~20mV,与前文另一巨头高通的最显著不同即为。QC协议的识别依靠D+和D-上的分压电阻,而PE则依靠电流波动来相互识别。

Moto Turbo Power

相关文献并不是很多,可以知道的是Turbo Charger 快速充电器支持5V-1.6A 、9V-1.6A 以及12V-1.2A 三种输出标准。

SCP

是由华为提出的独立于FCP的快速供电协议,与FCP的9V-2A不同的是,SCP协议使用4.5V-5A与5V-4.5A两档供电。

0x03 前景

功率层次

目前(2018年7月)已知功率最高并且已经量产的充电协议要数OPPO的Super VOOC技术了,该技术目前在Find X上使用,当然,只是特别版本。官方宣称最大功率可以达到50W,为了应对50W的功率输入,Find X采用了两块电池的解决方案。其实嘛,我之所以看好这两款机器(NEX Find X)的原因是因为,它们都采用了Type-C接口。Type-C接口啊!!!!!

至于QC 4.0技术嘛,懒得去谈的,我直接贴图,无非换汤不换药,不过,推荐锤子的QC 4.0充电头QWQ。(来自高通)

兼容层次

USB-PD协议应该可以说是目前最具有前景的快速充电协议了,因为,方便,而且,你不兼容它基本上没有其他解决方案了。

硬件方面:USB-PD 3.0标准规定非USB PD标准的设备不允许在USB口上进行电压调整。PD协议也在日前收编QC协议。

软件方面:Google要求Android 7.0以上支持快充的手机,必须支持PD协议。当然这只是OEM厂商准则,在大陆,不遵守这家404公司的OEM厂商多了去了。。。

0x04 杂谈

小道消息

苹果在2017年度的iPhone就开始支持PD快充了,然而,标配充电头仍然是5W的型号。根据供货链的消息,苹果今年应该标配的是PD快充头,并且使用Type-C接口,当然,今年的苹果不会放弃Lighting接口,Lighting接口应该还有一至两代的生命周期。此前的苹果就把MacBook全系列的USB-A接口砍掉,换成Type-C接口(兼容雷电3),因此可以推测,iPhone的接口更换只是接下来几代的问题。

·Type-C接口的数据线不是乐视线,虽然在国内乐视最先使用此种接口,但是,那是两码事。(倒闭!倒闭!)

·本人最看好PD协议,因为此种协议议案大规模应用,设备供电也就会回归以前一个充电器充全家设备的情况。

·苹果的系统更新中并没有砍去对PD快充的支持,只是封杀了普通数据线,换用MFI认证的数据线即可。

·PD是供电协议,而Type-C是接口规范,因此二者的区别十分明显,不能混为一谈。

·虽然前面提到了QC和PD的融合,但并不代表二者的等同,一个单纯用来供电且局限于二者,一个关注多方设备。

福利(假)

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