快充技術突破百瓦 行業標準制定成為焦點

___文章來自新華網

從18W到125W，僅僅用時兩年，為了不在充電上耗費更多等待時間，中國手機廠商的“激進”顯得與通信時代發展極其同步。

時間回到2019年2月，小米科技創始人、董事長雷軍在微博拋出了100W快充的概念，這在手機充電功率50W的時代無異于重磅炸彈，但是受困于專用適配器及電池損耗、發熱等問題，100W快充商用被暫時擱置，但是快充技術的研發并沒有停止，發展速度遠遠超過了人們的預估。7月13日，iQOO發布FlashCharge 120W超快閃充技術。兩天后，OPPO superVOOC 125W超級閃充技術，而小米100W快充電源適配器也已經獲得了3C認證，預計100W快充技術也將于8月推出，國內頭部廠商對于快速充電技術的提速就這么來了。在三星、蘋果等廠商依舊沿用25W、18W充電技術的時代，陸續推出超過100W快速充電的中國手機企業，讓大眾看到了國內手機市場在垂直領域的研發能力，快充技術競爭愈發激烈，將進一步推動手機行業發展。

突破——快充的由來

為什么充電技術可以達到100W以上呢？這就要從快充技術的由來說起。2013年，芯片供應商高通率先提出了“快充”的概念，Quick Charge 1.0就此誕生。從充電公式【P（功率）=U（電壓）× I（電流）】上看，Quick Charge 1.0是通過提高輸入電流來提升充電效率，支持5V/2A即最大10W的充電功率，突破了USB-IF關于USB Battery Charge 1.2協議1.5A的電流上限。

　　到了2014年，受困于彼時MicroUSB 2.0電流最高2A的背景，高通推翻了Quick Charge 1.0的策略，改為采用了高壓快充方案，通過提高電壓的方法，提升充電速度，推出了Quick Charge 2.0。此時，OPPO也創新性推出了VOOC閃充解決方案，通過改變MicroUSB數據線中的觸電、內部線，從頭改造電路，制造專屬OPPO的特制數據線，達到快速充電的效果。雖然充電速度加快，但是還是出現了制造成本高、電池續航下降的不足。好在初代VOOC憑借著5V/5A的25W超大功率，讓OPPO手機在充電速度上一騎絕塵，使得其余手機都難以望其項背，最經典的廣告詞“充電五分鐘，通話兩小時”也是由此而來。

以高通QC2.0為首的高壓快充和以OPPO VOOC為首的低壓大電流快充兩種方案大幅度提升了充電速度，但當時受限于micro USB接口問題，沒有得到迅速推廣。快充時代真正來臨始于Type-C數據線的面世，憑借支持正反插拔兼容、兼容USB 3.1標準、支持最快10Gbit/s傳輸和USB Power Delivery充電協議，最大支持5A電流、100W功率等優勢，加快了快充技術發展，包括聯發科Pump Express（PE）、魅族mCharge和Pump Express Plus（PEP）、華為早期Fast Charge Protocol（fsp）等快充技術都是這個時期出現的高壓快充方案；而低壓大電流受困于成本高的原因，并沒有高壓快充方案受追捧。

　　到了2016年，伴隨著安卓手機開始全面采用Type-C接口，各手機廠商紛紛開始啟用低壓大電流快充方案，華為兼容PD和高通QC協議的SuperCharge（SCP）、聯發科Pump Express 3.0、魅族Super mCharge和mCharge4.0等快充方案由此產生。而高通也發現了低壓方案的優勢，在QC4.0快充協議上加入了低壓大電流，即同時支持高壓快充方案和低壓大電流方案。

創新——快充技術進一步提升

從技術角度看，無論是OPPO超級閃充技術，還是iQOO超快閃充技術都運用了電荷泵方案，125W超閃技術采用轉換效率98%的并聯三電荷泵方案，其原理是充電器輸出的20V 6.25A功率經過三個并聯的電荷泵降壓轉換成10V 12.5A進入電池，每個電荷泵只需要轉換20V 2.1A大約42W左右的功率，有效地避免了大電流造成的電荷泵過載、過熱的情況；iQOO 120W FlashCharge超快閃充技術則是利用轉換效率97%的“雙電芯串聯”的電池方案，通過20V 6A充電器進入手機后分為雙路20V 3A再各自使用一顆電荷泵分壓輸出10V 6A，最后合并成10V 12A對兩串電芯進行高壓直充。

　　電荷泵快充技術簡單講就是通過獨特的“半壓方案”，將高電壓低電流信號轉為低電壓高電流信號，來輸送給電池，從而實現高壓直充的快速充電。效率越高，充電器溫度可以控制得越低，充電器溫度決定了快充在大功率下的運行時間。事實上，電荷泵在快充技術上并不罕見，市面上很多快充都采用了這個技術。

iQOO 120W FlashCharge超快閃充技術首發了6C電芯，可以將20V 6A轉化為5V 12A電流；而OPPO 125W超閃技術輸入電流從上一代SuperVOOC 6.5A增加到了12.5A，電池規格需要將電芯升級到充放倍率更高的雙6C電芯，電池工藝由極耳中置（MMT）升級為多極耳（MTW）工藝，由于電芯的每一層都有正負極，電荷的運動路徑成倍的縮短，電芯阻抗進一步降低，有效降低電池充電時的發熱，

　　除此以外，OPPO在原有4顆溫度傳感器的基礎上（手機三顆，充電器一顆），手機端新增10顆溫度傳感器，實時監測充電情況，提供遠超以往的溫度監測力度，即使是邊玩游戲邊充電，也可以實時快速調節充電功率，將充電時機身最高溫度控制在40℃以內，減少發熱，避免充電異常；而iQOO充電器內部帶有兩顆溫度傳感器，可以通過數據線將充電器溫度信息傳輸到手機上，通過溫度控制充電功率，確保手機使用過程安全低溫。

兼容——快充行業標準指日可待

無論是剛剛發布新快充技術的OPPO和iQOO，還是即將陸續推出大功率快充的手機企業，充電速度越來越快已經成為未來的發展趨勢，人們對于充電中安全問題也會更加關注。雖然采用的都是type-c充電線，但是因為每家廠商充電頭、充電線、支持的充電協議不同，倘若不能三者同時匹配，即使購買了快充和正確的USB數據線，也只能當普通充電器使用。何時能打通快充，一個充電頭或者一套快充方案能夠適應不同的品牌成為人們最關心的問題。

　　作為低壓大電流手機快速充電技術的締造者，OPPO也一直在努力推動兼容協議的進程、積極參與到快充行業標準的制定上。OPPO閃充首席科學家張加亮在采訪中表示，“隨著功率逐步加大，快充基本門檻會越來越高，但兼容是未來的大趨勢，統一的快充行業標準會讓消費者更方便，還有助于節能減排，這是OPPO的訴求，相信兼容指日可待。”

　　為了避免安全問題，OPPO推出了128位獨家加密算法，充分降低安全隱患，只有識別到E-marker線纜加密信息，充電電流才能達到6.25A，有效降低了因為不同充電協議、充電頭和充電線出現的安全問題。

　　5G為萬物互融多場景帶來了更豐富的場景使用，而這也大大提升了能耗的輸出需求，對手機的續航及充電提出了新的要求，快速充電變快將成為手機行業發展的主流趨勢，曾幾何時一晚才能充滿手機的時代已然過去，洗漱十分鐘完成充電將成為現實。5G時代，手機廠商將同時面臨更多的機會和挑戰，為避免同質化現象，創新將成為各家的重點發力方向。