快充技術：USB Power Delivery 和 Quick Charge™ 介紹
手機、電腦等科技產品性能越趨強大、螢幕面積越來越大，連帶耗電量也逐漸增加，如何實現快速充電是使用者關心的話題。但是，在用戶體驗中，以下現象成為了消費者困擾的難題：
- 手機具備快充功能，但是充電速度為什麼依舊很慢？
- 快充安全有隱患？充電爆炸成恐慌。
- 邊滑手機邊充電，手機發熱惹驚慌？！
市面上的產品品質參差不齊，消費者若使用不符合規範的充電器進行充電，或是使用標準不合的充電器，亦或者使用了劣質線材，手機不但無法實現快充功能，更會產生安全隱患。關於快充，您又知多少？
快充原理：
在電學上，電壓（伏特，V）乘以電流（安培，A）就可以得到功率（瓦特，W），充電瓦數越高，代表充電所需的時間越短。現在的快充技術可透過以下三種方式實現：
- 高電壓低電流模式：增強電壓，提高充電功率
- 低電壓高電流模式：提高電流，加強充電功率
- 高電壓高電流模式：增強電壓，提高電流
簡單來講，快充就是在安全的負載範圍內，有效提升產品充電速度並縮短充電時間。目前市面上熱議的快充技術，包括高通推出的 Quick Charge™（QC）及 USB 開發者論壇所定義的 USB Power Delivery（PD）。
什麼是 USB Power Delivery？
USB Power Delivery（USB PD）是利用USB（Universal Serial Bus）線纜，最大可支援100W供電受電的USB供電擴充標準。過往USB最大供電功率分別為USB 2.0（2.5W）、USB 3.0（4.5W）、BC 1.2版本（7.5W），現在一躍至100W供電受電，因此筆記型電腦、平板電腦等以往無法支援的設備也能進行供受電，可支援的設備大幅擴大。
USB PD 使用 USB Type-C® 連接器，可在以往 USB 傳輸資料的同時進行供電，涵蓋手機、相機、充電寶、平板電腦、筆記型電腦、顯示器等，用一條線簡單搞定充電及資料傳輸。另外還支援 Alternate Mote 模式，可處理視訊訊號。使用一個 USB 端口就可以進行資料傳輸、供電受電、視訊訊號傳輸，從而搭建簡單、便利性高的環境。
USB Power Delivery（USB PD）技術
USB Power Delivery（USB PD） 1.0 規範中對供電能力的設定分為五個級別（Profile 1~5）：
- Profile 1（提供5V@2A，10W供電；適用手機等各類可擕式裝置）
- Profile 2（提供5V@2A、12V@1.5A、10~18W供電；適用平板電腦或外接儲存裝置）
- Profile 3（提供5V@2A、12V@3A 36W供電；適用超極致筆電等裝置）
- Profile 4（提供5V@2A、12/20V@3A 60W供電；為microUSB支援的最大供電規格，適用All in One電腦）
- Profile 5（提供5V@2A、12V@5A、20V@5A 100W供電；用於標準A/B與USB Type-C®連接頭，適用液晶顯示器、平板電視）
USB PD 1.0 支援四種電壓5V、9V、15V、20V，最高100W，並向下相容USB 3.2/2.0、BC 1.2/1.1/1.0，並有5種Profile。USB PD 2.0可使用Type-A、Tyep-B及Type-C介面。到了USB PD 3.0，僅能使用USB Type-C®介面，並加入PPS（Programmable Power Supply）。
USB PD 2.0 vs. USB PD 3.0
什麼是QC快充？
Quick Charge™（QC）為高通公司（Qualcomm）所研發的快充技術，只要有搭載旗下驍龍 Snapdragon 系統晶片的安卓手機，皆可使用其快充技術。除了支援多款採用驍龍 Snapdragon 處理器的手機外，也支援部分其他品牌的處理器。QC 快充技術推出的歷史版本如下：QC 1.0支援10W起；QC 2.0支援15W起；QC 3.0支援18W起；QC 3+支援18W起；QC 4 支援18W（A）/27W（B）起；QC 4+支援18W（A）/27W（B）起；QC 5支援45W起。
2020 年高通（Qualcomm）推出商用快速充電技術 Quick Charge™ 5（QC 5），可支援 Android 智慧手機大於 100W 充電功率的快充晶片。其效率較前一代高 70%，充電速度快4倍，5分鐘可使裝置電量從0%充至50%；同時採用高通（Qualcomm）旗下充電功率智慧識別配接器技術，可在最高電力轉換傳輸效率下確保充電安全、延長裝置電池的壽命。
除此之外，QC 5 不但相容於之前的 QC 4+、QC 4、QC 3 和 QC 2，而且延續 QC4，一樣能運用於 USB-PD 和 Type-C 技術，並相容於 USB Type-C 協議等產業標準，因此可進而擴充到其他裝置。
QC4+ vs. QC5
GRL 實驗室為 USB-IF 和 Qualcomm 授權之認證實驗室，可針對 USB PD 和 QC 快充進行認證測試。作為 USB-IF 和 Qualcomm 的忠實合作夥伴，能為各大廠商提供第一手技術消息，專業的測試團隊能為您及時發現問題根源、加速取得認證！
本文件中規格特性及其說明若有修改恕不另行通知。
USB、USB-C®、USB Type-C®和USB-IF是USB Implementers Forum的註冊商標
Qualcomm & Quick Charge™是 Qualcomm Incorporated的註冊商標
免責聲明
本資訊僅為便於參照而提供。本資訊不是且不應視為 USB Implementers Forum (USB-IF) &Qualcomm 之正式通訊。USB-IF 之正式通訊可於其網站 usb.org 取得，或直接自 USB-IF 取得。Qualcomm之正式通訊可於其網站https://www.qualcomm.com/取得。
By GRL Team on 一月 25, 2021
Published by GRL Team 一月 25, 2021
https://www.graniteriverlabs.com/zh-tw/technical-blog/quick-charge-usb-power-delivery-overview
QC 快充與 PD 快充是什麼？推薦2大技術，快速充電沒煩惱！
QC 快充是什麼？和PD 快充有什麼不一樣？在比較QC 快充和PD 快充技術熟優熟劣前，先理解QC 快充與PD 快充的原理，才知道這兩種快充技術應用在產品上會是怎麼樣的狀況。
快充是什麼？
快充，簡單解釋就是快速充電，意即相對在單位時間內充電速度快慢的比較概念。舉例來說，為同一台行動裝置充電，在最大容許的負載範圍內，透過使用高功率的充電器，來提升它充電速度、節省充電時間，本來充飽電需要三小時，結果只需要一小時，這就是「快充」。
快充原理
- 增強「電壓」提高充電功率的「高電壓電流模式」
- 提高「電流」加強充電功率的「低電壓高電流模式」
- 增強電壓，提高電流的「高電壓高電流模式」
快充技術一：QC 快充
QC 快充，是由高通Qualcomm 所開發出來的Quick Charge (QC) 快充技術。由於現在智慧手機的行動平台佔有率主要以高通的Snapdragon 驍龍行動平台為主，因此該平台所支援的QC 快充技術能見度也就相對最高。最早期的QC 快充是以拉高電流為主，而後隨著版本的提升，陸續拉高電流、電壓的動態調整。到目前為止，QC快充已經來到了4+ 版本，QC4+版本包含參照USB PD 3.0 PPS 協議的QC 4和QC 3.0/2.0 協議的综合板。
只要是支援QC 快充技術並取得認證的充電器，都可以在機殼上面看到它的logo
快充技術二：PD 快充
PD 快充是 USB-PD (USB Power Delivery) 的簡稱，雖然USB-PD 的充電器與高通QC 快充技術相比，在市佔率上面還不是最大，但因為PD 快充可支援各種類型充電器，而且iPhone / iPad 也開始支援這個USB-PD充電技術，所以聲勢看漲。
USB-PD 是由USB- IF 協會所定義的電源傳輸規格，除了PD2.0/PD3.0 還包含了PD3.0 PPS快充功能，所以所有支援USB-PD 的充電器按照USB-PD 規範，透過USB Type-C 連接埠和系統溝通完成後，通知輸出開關轉為ON 就可以開始充電。
目前PD 充電可提供最大的充電功率為100W（20V*5A），但實際充電需求的功率則取決於Type-C 電纜線的CC pin 跟系統溝通而定。而PD 快充的系統應用相當廣泛，常被應用在手機、筆電、平板、醫療設備及電動工具機等系統，連高通的QC4+也參照PD3.0 PPS，因此PD 快充技術往後的發展是相當令人期待的。
只要通過USB-PD 認證就可以看到USB CHARGER xx W logo
飛宏快充技術應用
PHIHONG 有15W-60W PD系列產品並取得PD3.0 認證，其中27W 取得快充認證，產品與所應用之類別請參考下表:
| 快充協定 | 電源瓦特數 | 應用類別 |
|---|---|---|
| PD2.0/3.0 Protocol | 18W | 手機 / VR |
| 25W | 手機 | |
| 27W | ||
| 30W | ||
| 45W | ||
| 27W | 電動工具機 | |
| 45W | 醫療測試產品 | |
| QC4+ Protocol | 24W | 電競手機 |
誠如上述說明，是不是對於QC快充、PD快充有更深入的了解？PHIHONG成立於1972年，為世界級電源供應器的領導廠商之一，深獲世界各國知名客戶的肯定。專注於研發與製造高效率的電源供應產品，持續研發創新產品的同時，更堅持產品符合高質量與安全規範之要求。請到聯絡我們，了解或洽詢進一步關於電源供應器的合作機會。
https://www.phihong.com.tw/index.php?route=news/news_detail&news_type_id=13&news_id=103
「快速充電」的原理是什麼，目前的快充技術存在哪些亮點和缺陷呢？
如今越來越多的手機、電動車等產品使用了「快充」技術，那麼「快充」到底是如何做到的呢？顯示全部
智能手機的興起使得手機耗電量急速上升，而成本、電池技術都限制了電池續航時間，在沒有辦法解決電池續航問題的時候，為用戶提供更快的充電速度似乎成了解決手機待機問題理所當然的方法，在這個大背景下，現在的手機快充技術越來越多的被手機廠商們使用和青睞。
一．快充技術原理-快速充電原理
電池核心仍是鋰離子，大多數廠商走的，基本是“開源”和“節流”兩條路——電池廠商努力提升能量密度加大容量，芯片廠商則在尋求低功耗方案，但這兩者都是有上限的：前者手機便攜性所限，後者是是技術限制。
既然開源節流效果都不明顯，廠商就開始采用“曲線救國“的方案：提高手機的充電速度，從常規的1-2小時變得更短，以此降低充電的時間成本，換取便捷性。
電池充電的基本條件是：充電器電壓要比電池電壓高，才能克服電池的電壓使它產生充電電流，完成電荷轉移過程。
初中物理都學過，功率（P）=電壓（U）*電流（I），在電池電量一定的情況，功率標志著充電速度，可以通過下列三種方式來縮短充電時間：
1.電流不變，提升電壓
2.電壓不變，提高電流
3.電壓、電流兩者都提高
把充電比喻成水池蓄水，提升電壓，會對池壁帶來更大壓力，帶來安全隱患。所以單純采用提升電壓這種方式的還不多。
從物理計算公式上來說，功率（P）=電壓（U）*電流（I），在電池電量一定的情況，功率標志著充電速度，我們可以通過下列三種方式來縮短充電時間。
1、高電壓恒定電流模式：一般手機的充電過程是，先將220V電壓降至5V充電器電壓，5V充電器電壓再降到4.2V電池電壓。整個充電過程中，如果增大電壓，產生熱能，所以充電時，充電器會發熱，手機也會發熱。而且這樣功耗越大，對電池損害也是越大的。
2、低電壓高電流模式：在電壓一定的情況下，增加電流，可以使用並聯電路的方式進行分流，恒定電壓下，進行並聯分流之後每個電路所分擔的壓力越小，在手機中也進行同樣處理的話，這個每條電路所承受的壓力也就越小。
3、高電壓高電流模式：這種方式同時增大電流與電壓，這樣由之前的公式P=UI，我們可以知道的是，這種方式是增大功率最好的辦法，但增大電壓的同時會產生更多的熱能，這樣其中所消耗的能量也是越多，並且電壓與電流不是無限制的隨意增大。
這三種方式有一個共同的問題，那就是對充電器、手機以及充電數據線的電子元件要求更高。高通想利用其技術上的優勢使得第三種方式，而OPPO選擇退而求其次，采用了第二種方式來提高充電效率。
恒壓提高電流是更普遍做法，目前手機標配的適配器通常為5V/1A輸出，部分廠商將充電電流提升到了2A，一定程度上縮短了手機的充電時間，這確實是一種解決方案，但問題是，首先，2A需要充電器和手機都支持才行，手機上也有控制器，並不是多大電流都能支持，如果用2A充電器給僅支持1A的手機充電，其實輸出也只有1A。
另外，電流不能無止境提升，大電流充電會產生更多的熱量，如果發熱速度超過了散熱速度，又沒有保護機制，電池的溫度就會不斷升高，壽命降低甚至引起爆炸。所有的電子產品，充電器和產品本身都會限制最大電流。
目前提升充電功率的兩個方法，要麼提升電壓，要麼增加電流，要麼電壓、電流均提高。並且只有經認證的手機端和適配器才能實現高效的充電效果。
首先充電器把家用電的220V降壓到5V輸出到手機MicroUSB接口，然後手機內部電路再降壓到4.3V左右給電池充電。這裏面一共有兩個降壓的過程。
下面我們再來了解一下鋰電池充電時間與充電過程。
上圖中橫坐標為時間，縱坐標為鋰電池電壓。由於鋰電池的特殊性，過壓或者欠壓都會導致電池報廢，所以現在的鋰電池充放電保護電路原理就是測量鋰電池電壓，再根據電壓判斷鋰電池是否處於正常狀態（非過壓、非欠壓）。
鋰電池的充電電流如上圖粉紅色線所示。鋰電池的充電分為三個階段，分別是恒流預充電、大電流恒流充電與恒壓充電。
當電壓低於3.0V時，充電器會采用100mA電流對鋰電池進行預充電，就是上圖CCPre-charge階段，中文名字叫恒流預沖電階段，目的是慢慢恢覆過放電的鋰電池，是一種保護措施來的。合格的充電器都會有這個充電階段。
然後與問題有關的就來了。當鋰電池電壓高於3.0V時，就進入到第二階段，大電流恒流充電階段（CCFastcharge）。由於鋰電池經過第一階段的預充，其狀態已經比較穩定了（預充階段的作用可以這樣理解~但並不嚴謹）。所以在第二階段，充電電流就可以適當提高，根據不同的電池來說，這個電流的大小可以從0.1C到幾C不等，其中C是指電池容量，如2600mAh的鋰電池，0.1C就是指260mA大小的電流。
在這一個充電階段中，國家建議的標準充電是用0.1C電流進行充電的，這個就是標準充電。不過標準充電這個標準由於提出的時間很早，十幾年前的就提出來。那時候因為鋰電池技術遠遠不如現在穩定（不允許大電流充電），所以才會有這樣一個標準，采用標準充電的唯一好處就是充電過程穩定，發生爆炸之類的幾率非常小；缺點就是費時間！！！
而快速充電，就是指在這個階段用大於0.1C的電流進行充電。如果鋰電池容量為2600mAh，那麼標準充電的電流為260mA，只要充電電流大於260mA，就可以定義為快速充電了。不過就從目前的鋰電池水平與充放電管理芯片的水平來說，用1C的電流充電都沒問題。所以快速充電也沒有想象中的那麼危險。一般快速充電的充電電流為0.2~0.8C，所以快速充電還是安全的。由於近幾年來的提升，現在的充電器基本上都是快充類型的。
而鋰電池充電的最後一個階段為恒壓充電階段，這個階段就是檢測到鋰電池電壓等於4.2V時，充電器則進入恒壓充電模式，這個階段充電電壓恒定為4.2V，充電電流則越來越小（慢慢充滿了，電流肯定變小~）。當充電電流小於100mA時，就判斷電池充滿，切斷充電電路。
這一階段的特性，也可以解釋為什麼手機指示充滿電後，拔出USB線再插進去，手機又顯示繼續充電。
另外，需要說一下的是：以上的充電是針對於單節鋰電池的最理想充電過程，目前的合格鋰電池充放電保護板都是這樣子工作的。
目前手機使用的電池都是鋰離子電池，在手機工作時，電池不斷放電，電池電壓不斷下降，電池放電的電流不同，電壓下降的曲線速率也不同，一般來說，在電池電壓3.5V～4.2V之間集中了90%的電池能量。電池能量分布如下圖所示。
電池能量分布概圖
結合鋰電池的實際情況，一般手機的工作設置為當鋰離子電池放電到一定程度時，會通過軟件設置為不能通話或者強行關機。深度放電對鋰離子電池的壽命會造成不可逆轉的損傷，因此關機電壓一般設置為3.5V左右。從電池的能量分布以及手機使用的實際情況來看，影響充電時間最大的是在恒流充電階段的充電電流，目前主流手機設置的充電電流為450mA左右。如果想實現快速的充電，最切實可行的方法就是提高恒流的充電時間。鋰電池的最佳充電速率為1C，這意味著一個1000mAh的電池組要以1000mA的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現最短的充電時間，而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。對於容量不斷增加的電池，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可避免的。
二．快充技術原理-快充方案典型應用電路圖
快速充電方案包含兩個部分，充電器部分和電源管理部分，電源管理部分的芯片置於移動智能終端內，有獨立的電源管理芯片，也有的直接集成在手機套片中，電源管理芯片對鋰電池的整個充電過程實施管理和監控，包含了覆雜的處理算法，鋰電池充電包括幾個階段：預充階段、恒流充電階段，恒壓充電階段、涓流充電階段，充電管理芯片根據鋰電池充電過程的各個階段的電器特性，向充電器發出指令，通知充電器改變充電電壓和電流，而充電器接收到來自充電管理系統的需求，實時調整充電器的輸出參數，配合充電管理系統實現快速充電。
下圖是匹配聯發科的典型應用電路圖
針對MT6235/36平台推出的AW3208在增加OVP功能的同時，提供了智能充電功能，以滿足快速充電的功能。如圖2所示，AW3208內置專有的K-ChargeTM技術，可根據芯片溫度智能調整輸出電流，以保證在充電期間整個充電系統的安全。使得手機在實現快速充電的時候不會因為由於環境溫度較高或者充電電流過大導致芯片進入過溫保護使得充電沒法正常進行。上圖為在MT6235、MT6236上的典型應用圖。
下圖是高通QC2.0的典型應用電路圖
三．快充技術原理-四大主流快充技術對比分析
其實總的來說，目前市面上手機所常見的快充技術基本上都來自於三家公司：高通、聯發科和OPPO，比如小米5就采用了QC3.0的快充技術。
1.高通QuickCharge
我們先來說一下高通，現在高通QC4.0已經發布，但是目前市面上常見的高通QuickCharge快充標準大多為QC2.0和QC3.0兩種，相比於第一代時候的5V/2A固定電流電壓技術來說，QC2.0則提供了5V、9V和12V三個檔位的電壓，以及最大3A（一般手機適配器不會達到這麼多）的電流。相較於QC1.0來說，充電速率上提升了很多。
我們以QC2.0來舉個例子，QuickCharge2.0需要手機與充電器都符合這一標準才能使用，為了防止老版本手機在充電時被過大電流燒毀，充電器中還加入一個IC控制器判斷，當然，不符合QuickCharge標準的也有5V低電壓與1A電流伺候。
QuickCharge2.0已經融入到高通驍龍801處理器芯片中。目前支持這一技術的手機與相應的充電器搭配即可支持，例如小米4，三星S5或是HTCOneM8，理論上，QuickCharge2.0比傳統USB充電方式快75%。，能在30分鐘內為3300毫安時的電池充入60%的電量。
這項技術的局限性在與於芯片，這是高通的技術壁壘。雖然驍龍210這種入門貨也支持，但非高通芯片，比如魅族的三星E*ynos，華為的海思，以及MTK6595等就沒辦法了。
其實QC2.0就已經基本解決了充電功率方面的問題，如果再提高充電功率可能就會引發嚴重的手機發熱問題。所以QC3.0的出發點就是解決手機側的接收效率。
高通QC3.0相比QC2.0主要是增加了一個“最佳電壓智能調節”（IntelligentNegoTIaTIonforOpTImumVoltage，INOV）算法，可以以200mV為一個台階進行智能調節，提供從5V到20V電壓的靈活選擇（原來的QC2.0只支持9V、12V、20V三個檔位）。這樣手機可以在不同充電階段，獲得恰到好處的電壓，達到預期的充電電流，使得電量損失最小化。
高通官方宣稱，QC3.0充電效率比QC1.0提高1倍，比QC2.0的提高了38%，是普通充電技術的4倍，能在大約35分鐘內將一部典型的手機從零電量充電到80%！
2.OPPOVOOC閃充
國產廠商OPPO自己研發了一種VOOC閃充方案，原理是恒壓加大電流，但又對這種方式進行了改良，他們的辦法是，恒壓高電流，將電流提升到了4.5A，由此加快速度。
常規手機的充電過程，是適配器將220V交流電降壓成5V直流電，在手機端通過充電控制電路調整為4.2V左右給電池充電，在電壓調控過程中因為功率的損耗會產生發熱現象（這也是我們常說手機充電時候會發熱的緣故）。VOOC閃充技術將充電控制電路移植到了充電器，將發熱源移植到了適配器，轉移手機發熱問題。
VOOC閃充的充電器也有專門的芯片，名為MCU芯片，取代傳統充電中的充電控制電路。這顆芯片可以自動識別當前充電設備是否支持VOOC閃充。另外，它的充電口，雖然也是MicroUSB，但有7針，電池也是特制，觸點達到了8個。
專門的適配器、電池、數據線、電路、接口，所有這一切都滿足時候，才能開啟閃充，實現4.5A大電流輸出輸入。如果檢測到不支持，會自動使用穩定充電電流實現慢速充電。
OPPOVOOC閃充對比1A及2A電流充電速度
3.聯發科快充技術——PumpE*press
聯發科也推出了屬於自家的快充技術——PumpE*press，而且跟OPPO杠上了，聯發科PumpE*press3.0快速充電技術，將一部手機電量從0沖到70%僅需20分鐘，預計今年年底正式應用。號稱充電5分鐘通話4小時，OPPO的告鋪天蓋地，但也只是充電5分鐘通話2小時。
聯發科PumpE*press特點：允許充電器根據電流決定充電所需的初始電壓，由PMIC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5V達到最大充電電流。
聯發科目前有兩種快充規格：
（1）PumpE*press為快速直流充電器提供的輸出功率小於10W（5V），受控輸出電壓：5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V，主流輸出功率：5V/1A&5V/1.5A
（2）PumpE*pressPlus為充電器提供的輸出功率大於15W，其差別為受控輸出電壓增加了12V、9V和7V三個檔位，為12V/9V/7V/5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V。
聯發科MTPPumpE*pressPlus的原理和高通QuickCharge大同小異，都是在保證充電電流2A的基礎上，通過加大充電器到手機USB端口的電壓來實現更大的充電功率。
4.TI Ma*Charge
TIMa*Charge快充技術集成了5A單節鋰離子電池充電器電路，在電流高達5A的時候支持高達14V的輸入電壓。向下兼容高通QuickCharge2.0的9V、12V兩檔電壓，對聯發科PumpE*pressPlus的7V、9V、12V支持也不在話下。與現有電池充電器相比，這款器件將充電時間減少一半以上，最高可將充電時間加少60%。
編輯於 2021-12-19 18:22
關註者 142 | 被瀏覽 116,006 關註問題 | 寫回答邀請回答好問題 7添加評論分享 13 個回答 | 默認排序
光伏學堂 關註 | 5 人讚同了該回答
https://www.zhihu.com/question/317707735
================================================
雲子可信 | 企業 IT 從未如此簡單 關註 | 90 人讚同了該回答
現如今，許多智能手機都帶有快速充電功能，只是各大廠家起的名字有所不同。大多數設備采用高通的快速充電標準進行快速充電，也有一些廠商已經采用了自己的快速充電技術，例如Oppo的VOOC充電（在Oneplus設備中通常稱為閃充）和華為的超級快充。
快速充電的原理
快速充電的原理首先還是基於手機電池的工作原理。我們現在的手機電池，基本都是鋰離子聚合物電池。電池的正極部分是鈷酸鋰類的材料，電池的負極是類似吸水海綿的材料，比如石墨。然後再加入電解質，就組成了常用手機電池的結構。
當我們給手機充電，正極的電子就會向負極移動，同時，正極的鋰離子會穿過中間的絕緣隔膜，向負極移動，儲存在石墨端。當正極的鋰離子全部移動至負極，則電池的電量就充滿了。當我們停止充電，電池就開始放電過程，此時儲存在負極的鋰離子會移動到正極，當鋰離子全部移動至正極，那麼電池就沒電了。
這就是手機電池充放電的基本原理。
而手機充電的快慢，看的則是功率。功率越大，充電越快。而功率的大小，又取決於電壓和電流的大小：
功率(W) = 電流(A) * 電壓(V)
所以快充技術，就是想辦法增加電壓和電流，從而提高功率。一種方法是提高電壓，比如我們熟悉的高通、聯發科的快充就是屬於高壓快充，另一種方法則是加大電流，比如Oppo的閃充。
下面就分別介紹一下高通、Oppo、華為各自的快充技術。
高通快速充電（Qualcomm Quick Charge）
高通快速充電通過增加電壓實現快速充電，並增加總功率或功率。市場上有一系列快速充電標準，但Quick Charge 3.0在智能手機中使用最為廣泛。
- Quick Charge 1.0 以5V / 2A運行，最大功率為10W，可以比正常充電稍快一些。
- Quick Charge 2.0 以5V / 9V / 12V / 1.67A / 2A運行，最大功率為18W，可以更快地給你的設備充電。
- Quick Charge 3.0和Quick Charge 4+。在Quick Charge 3.0中，電壓範圍最小為3.6V，最大為20V，INOV（最優電壓智能協定）根據電池狀態決定增量和減量。比如，你的手機電量為10-15％，那麼輸送到電池的電量將會很高，如果電池的電量為80-90％，那麼所提供的電壓和電流將會降低，以補償電池的溫度。
各版本的快速充電標準
充電速度
Quick Charge 4+聲稱可在充電5分鐘內提供5小時的電池續航時間。只需15分鐘即可充電50％。參考小米mi6采用的Quick Charge 3.0，電池可在30分鐘內充電55％，電池尺寸為3350 mAh。
Oppo 閃充（Oppo Dash Charge）
閃充是Oppo快充的另一個名稱，它是Oneplus的母公司Oppo的VOOC（電壓開環多步恒流充電）快速充電標準專利。
與高通快速充電不同，Oneplus通過增加電流幅度來實現快速充電。它的工作條件為5V / 4A，最大功率為20W。利用高電流值，電流在更高的水平上更均勻地分布。通過專用芯片或微型控制器，可以控制提供給手機的電壓和電流。
Oppo VOOC閃充
不過，Oppo閃充僅在使用自帶的壁式充電器為Oneplus設備充電時才有效，並且不適用於任何其他快速充電器。壁式充電器本身通過持續監控電池的充電水平來控制通過充電電纜到電池的電流。
充電速度
Oneplus的閃充聲稱在短短30分鐘內就可以充電達到65％（參考設備是具有3300 mAh電池的Oneplus 5T）。 與正常充電（5V / 1A）相比，它可以在1小時14分鐘內為設備充電2％至100％。
華為超級快充（Huawei SuperCharge）
超級快充是華為的專有收費標準。超級快充兼容墻壁和車載充電器，並且支持三種充電模式：5V / 2A，4.5V / 5A，5V / 4.5A。超級快充提供的最大功率為22.5W，大於閃充和高通的Quick Charge 3.0。
通過監控電池狀態和手機溫度自動切換這三種模式。 壁式充電器的內置芯片用於調節電壓和電流，消除了在手機內進行電壓調節時可能發生的發燙。
華為P30 Pro搭載的40W超級快充，30min快速充電70%
每個超級快充兼容設備都可以充分利用快速充電器，因為它的超級智能協議可以根據連接到設備的電纜和充電器智能地在不同模式之間切換。它采用8層冷卻系統和特殊襯裏，使智能手機比其他快速充電標準的溫度低5度。
充電速度
華為未明確提及超級快充的充電估算，但部分評測人員完成了相關的充電測試。結果表明，3750 mAh的電池尺寸下，它可在1小時18分鐘內充電2％至100％（參考設備華為Honor View 10）。
現有技術的亮點和缺陷
通過上面的介紹，可以看到，目前的快充技術的亮點，或者說快充技術不斷更新換代的關鍵，是充電速度。不管采用什麼充電標準，各大制造商的技術亮點均在於充電速度的提升和電池尺寸的縮小。此外，充電場景的普適性、充電設備的兼容性也成為一些制造商的技術亮點，從而成為手機充電功能的賣點。
但是，現有的快充技術也還是存在一定的缺陷的。比如高壓快充面臨著最高電壓值極難突破的問題，從而影響了充電速度的進一步提升；大功率充電帶來速度提升的同時，也會帶來極大的熱效應，導致手機發燙、手機內部元件壽命縮短等問題；快速充電仍然依賴有線設備也在一定程度上限制了用戶體驗的進一步提升，因此也有很多制造商已經開始研發無線充電，將快速充電與無線充電相結合，更好地滿足用戶需求。
發布於 2019-04-17 09:14
雲子可信 | 企業 IT 從未如此簡單 關註 | 90 人讚同了該回答
================================================
APPSO | 蘋果產品等 2 個話題下的優秀答主 關註 | 知乎日報收錄 | 111 人讚同了該回答
@知識庫 AppSo 為你解答關於 iPhone 「快充」的問題。
如果你是 iPhone 8 系列、iPhone X、iPhone XS 系列以及 iPhone XR 的話，使用那個老掉牙的電源適配器，其實充電規格依然是 5W，充電效率極低。
然而不止 iPhone，其實 iPad 所標配的電源適配器也是有所「縮水」的。
我們列舉了支持快充的 iPhone 以及 iPad Pro 機型的電源適配器情況：
以 iPhone 8 為例，標配的是 5W 的電源適配器，而蘋果官方推薦所能充分發揮快充功能的電源適配器則是 30W 的。所以如果你想用快充，你還得再用一個更大功率的電源適配器才行。
使用快充的意義大嗎？
有快充和沒快充到底差多遠？我們以最新推出的 iPhone XS Max 為例，分別用原裝的 5W 和蘋果官方 30W 的電源適配器進行 0 到 100 的充電測試。結果顯示，充電 10 分鐘時，原裝 5W 充電器僅充了 7% 的電，30W 為 18%。而到了 30 分鐘時，前者充電 16%，而後者則直接飆升至 50%。而最後兩者都充滿電時，前者共耗時 3 小時 43 分鐘，後者共耗時 2 小時 20 分鐘。
從統計曲線中我們可以看出，盡管最後兩者在總用時上僅相差 1 個小時 20 分，但在充電的前半段，兩者相距甚遠，尤其是在前 45 分鐘的階段，使用 30W 電源適配器充電已經可以充到 70% 以上，而使用 5W 的電源適配器卻僅能充到不足 30%。
快充最大的價值其實並不在於充滿電能省多長時間，而恰恰就正好是這前 30 分鐘上。在這個不僅是閱讀碎片化，連充電都碎片化的時代，短時間內高速充電的需求往往會更高。
試想一下，30 分鐘剛好是男生出門前沖涼更衣的耗時，50% 的電量也足夠從容地用使用，直到找到下一個充電的時機。對於女生來說，一個小時的出門前準備必不可少，而這個時候 80% 的電量也已經足夠一天的使用。
那麼，我們該怎樣搭配一套最合適的快充方案？
要回答這個問題，首先要弄清楚的一點是這些設備到底用的是什麼快充協議。
眾所周知的是，快充協議分很多種，這裏就先不做過多的介紹，我們只要知道的一件事就是蘋果目前所有支持快充的產品，都是支持 USB Power Deliver 也就是我們常說的 PD 協議的。
這說明什麼？就是說你的蘋果設備電源適配器都是可以兼容的。但需要註意的是，這裏的兼容，僅僅局限於向下兼容。簡單來說就是大功率的電源適配器可以給小功率的設備充電，但是小功率的電源適配器則不可以給大功率的的設備充電，否則就會出現充電極其緩慢甚至充不上電的情況。
這時候，相信又會有讀者問一個問題了：我用一個 89W 的電源適配器給那麼小的一個 iPhone 充電會不會爆炸？
爆炸就有點誇張了，我相信大家更擔心的其實是會不會對電池造成影響。確實，當鋰電池在欠壓或者過壓的情況下充電，都會對電池造成損傷。
但是實際上，手機充電的功率是由手機進行控制的，正規的電源適配器都會自動根據手機的指令對充電功率進行調控，因此大家根本就不用擔心大功率電源適配器會對手機電池造成損傷，自然也就更不用擔心會發生爆炸了。
明確了上面兩個問題之後，我們就可以開始考慮怎麼搭配適合自己的快充方案了。在這裏，我們不妨對不同情況的用戶先進行分類。
首先，如果你在擁有蘋果筆記本電腦的同時也擁有支持快充的 iPhone 或者 iPad Pro。那麼恭喜你，你只需要用一個筆記本電腦的電源適配器即可為你的 iPhone 或者 iPad Pro 進行快充。不過除了電源適配器外，你依然需要購買一條 USB-C 轉 Lightning 的充電線（最新款 iPad Pro 用戶可直接使用原裝配備的雙頭 USB-C 線）。
這裏需要說明的是，可能有人會想通過使用 USB-A 轉 USB-C 的轉接頭配合普通的 USB-A 轉 Lightning 線來使用，以省下購買官方 USB-C 轉 Lighting 的費用。這其實是不可行的，因為即使你通過轉接頭把充電器和手機都連上了，協議還是不符，依然還是用不上的。
另外，雖然早前蘋果對第三方廠商開放了 USB-C 轉 Lightning 的 MFi 認證，但是由於整個審核認證的時間較長，直至截稿前我們還沒見到市面上有第三方廠商的產品出售。
如果你是沒有蘋果筆記本電腦，但有 iPhone 或 iPad Pro 的話 ，那麼你可以購買一個 30W 的電源適配器以及 USB-C 轉 Lighting 線，對兩者均可進行滿荷的快充。而唯一的缺點就是貴了，電源適配器加上線共需要 349+149=498 元。
當然，如果你的 iPad Pro 是剛推出的自新款的話，你也可以直接用它配備的 18W 充電器給 iPhone 進行滿荷的快充。
說了那麼久，相信大家都看出問題所在了。阻礙大家使用快充的絕大部分原因都還是在於一個能滿足滿荷快充的原裝電源適配器以及充電線的價格實在太貴了。
然而其實在電源適配器的選擇上，也並不一定要選擇蘋果的官方的，很多價格更低的第三方支持 PD 協議的電源適配器同樣可以對蘋果的設備進行快充。而除了價格更低以外，這些第三方的電源適配器功能甚至更豐富，例如現在已經有 100W 輸出的充電 Hub，就可以同時讓多款不同類型的設備（如 MacBook+iPad、iPad+iPhone 等）進行快充。
不過需要提醒一下的是，在選購第三方電源適配器時切記要選擇具有安全認證的產品，不能盲目追求價格，否則的話很可能會對設備本身造成影響甚至會有安全隱患。另外，如果你除了選擇第三方電源適配器以外還想再省一筆錢的話，也可以再稍微等一等具有 MFi 認證的第三方轉接線上市。
關於 Mac 筆記本電腦
到最後，相信又會有讀者問了，那筆記本怎麼辦？其實筆記本所配備的電源適配器都是接近滿荷充電的，所以並不需要糾結。
不過值得一提的是，雖然都是雙頭 USB-C 的線，但是用於 MacBook、MacBook Air 與用於 MacBook Pro 上的線是不一樣的。故如果同時擁有這兩種設備或者在辦公室中都存在這些設備的時候就要註意避免弄混了。
至於怎麼檢查有沒有弄混？這裏可以教大家一個小技巧：
如果序列號的頭三個字符是 C4M 或 FL4，則這條線可與 29W 或 30W 電源適配器搭配使用，也就是用於 MacBook 以及 MacBook Air 上的。
如果序列號的頭三個字符是 DLC 或 CTC，則這條線可與 61W 或 87W 電源適配器搭配使用，也就是用於 MacBook Pro 上的。
編輯於 2019-04-09 15:28
APPSO | 蘋果產品等 2 個話題下的優秀答主 關註 | 知乎日報收錄 | 111 人讚同了該回答
@知識庫 AppSo 為你解答關於 iPhone 「快充」的問題。
================================================
Moft | 學生 關註 | 25 人讚同了該回答
有些答主介紹了一些快充技術，我就簡單說說手機快充是怎麽識別的
首先，手機基本上都是用的鋰電池，單節電池滿電電壓都是 4.2/4.35v左右，所以給單節電池充電時電壓基本上都是差不多的，手機內部要有一個降壓電路，把輸入的電壓降到電池充電所需要的電壓。
對於不支持快充的手機，手機內部應該只有5v-4.2v的降壓電路，輸入電壓超過5v太多可能會燒毀（或保護），總之無法正常充電。
那麽我們假設一個支持高壓快充（比如說9v）的手機，它的充電頭如果默認輸出就是9v，那麽用這個充電頭給不支持這種快充 的手機充電是很危險的。
所以現階段所有的快充技術，默認輸出電壓都是5v（或者0v），也就是說即使是快充充電頭，給不兼容它的設備充電也是沒有危險（或者能正常充電）的。
所以充電頭需要知道充電設備支不支持它的快充協議，這就是快充的識別。
早期的快充協議基本上都是靠USB2.0中D+ D-兩條數據線來識別的
上面就是QC2.0的識別電壓，比如說我的手機設定d+ d-的電壓都是0.6v，那麽充電頭輸出的電壓就是12v（當然實際的識別過程要稍微覆雜一點）
像apple2.4A 高通的QC2.0、QC3.0、三星AFC、華為FCP都是通過類似方法識別的，只不過各家設置的電壓不一樣
這也能解釋為什麽有些數據線不能給手機快充，因為它們只有兩根電源線，沒有數據線，不能識別。
其他的像MTK PE，它是靠插入手機時，充電電流的快速有規律的變化來調節電壓的
後來發展出的低電壓大電流方案，由於通過的電流比較大，所以對數據線也有一定的要求，一般會設置新的觸點來做識別，而且識別過程也比較覆雜，甚至會加密，這裏就不細說了
由於快充占用數據線，邊快充便傳輸數據是不可能的，所以後來的USB PD快充，由於用到了雙頭type-c的數據線，會通過專門的PD通信線來傳輸PD報文
另外值得說的是，PD報文中不僅有電壓，還有電流，也就是說兩個正規的PD設備和PD充電器，即使二者功率不匹配，也能正常充電。比如說用一個30w（假設報文為5V3A 9V3A 12V2.5A 15V2A 20V1.5A）的充電器去給87w的macbook充電，筆記本也會識別到充電頭的最大輸出功率，從而降低充電功率。用其他協議就可能會出現因功率不匹配而拉爆充電頭的現象，比如說用早期三星的15w充電器給其他支持18w qc的手機或者充電寶充電就可能拉爆充電頭，後來從s9開始，原裝充電器就不支持qc了
再後期的像oppo svooc華為sscp這種私有協議，基本都會加密，破解了是會被請喝茶的，所以一般人沒有渠道了解原理，用官方或者第三方授權的充電設別充電就完事了
發布於 2019-06-23 17:31
Moft | 學生 關註 | 25 人讚同了該回答
================================================
