關(guān)于USB充電的詳細解析

隨著智能手機的興起，功能逐步強大，配備的電池容量也逐步增大。原來USB的充電能力不能滿足現(xiàn)有的充電功率和充電時間的需求。

現(xiàn)在的智能手機以及其他USB設(shè)備，基本上都配備了快速充電技術(shù)。一般來說，對于USB充電功率超過10W（也就是5V 2A）才能稱之為快速充電。

一開始手機電池都不大，這個時候USB接口默認的5V 0.5A就可以滿足充電的需要；但是當智能機出現(xiàn)之后，由于對性能的大幅度渴求導致功耗上升，0.5A已經(jīng)滿足不了需要了；于是定義了一個增強的USB充電識別標準： BC 1.2。它將充電電流最大擴展到5V 1.5A。

但是到了2013年左右，出現(xiàn)了3000毫安時以上的智能手機，這個時候就算是5V 1.5A也不能滿足需求了，于是再次擴展到5V 2A。

誰決定電流大??？

手機充電電流是手機來控制的，而不是充電器。也就是說手機就是大壩，充電器只是水庫，手機會智能檢測充電器的負載能力，充電器功率大質(zhì)量好，手機就會允許充電器加載更高的電流；充電器設(shè)計輸出電流過小，那么手機也會限制給自己充電的電流。

這就是為什么我們要選購大功率充電器的原因，例如一臺手機最大支持5V 1.5A的輸入，你買個5V 1A的充電器，就會導致手機只能以5V 1A來充電，不僅充電速度慢，而且因為充電器一直全負荷工作發(fā)熱嚴重；反之你買個5V2A的充電頭，手機會控制只輸入1.5A的電流，充電器負載較低，有充足的余量。

iPhone 6/Plus分別最高支持5V 1.5A/2A的充電，但是蘋果標配充電器只有5V 1A。對于1800多毫安電池的iPhone6來說其實無關(guān)緊要，但是對于接近3000毫安時電池的iPhone6 Plus來說簡直要了親命！

實際測試中，iPhone 6 Plus使用iPad充電器的峰值充電電流能到5V 1.9A，原因只有一個那就是節(jié)省成本。

iPhone6使用12W充電頭進行充電電流實測電流（大于1A）

iPhone6Plus使用12W充電頭進行充電電流實測電流（大約2A）

各種功率充電頭給iPhoneX充電時間曲線：

其實5V 2A就是高通所謂的Quick Charge 1.0技術(shù)。當然實際上為了防止充電器滿負荷，一般手機都是限制到了5V 1.8A左右的。安卓手機5V 2A的充電技術(shù)沒有什么限制也沒有識別協(xié)議。

蘋果不僅Lighting數(shù)據(jù)線有認證，充電器也是有認證的，蘋果設(shè)備檢測到非原裝充電器會限制電流到5V1A甚至0.5A。這也是為什么盜版的蘋果線充電慢的一個原因。

我們都知道，要想提高充電速度，關(guān)鍵在于提高充電的功率。功率（W）=電流X電壓，充電器先把市電220V降壓到5V輸出到手機MicroUSB接口，然后手機內(nèi)部電路再降壓到4.3V左右給電池充電。這里面一共有兩個降壓的過程。

之前充電器輸出電壓都是5V，大家想著怎么提高電流；但是當達到5V 2A之后，瓶頸就來了：電流再增加勢必造成大批Micro USB接口和數(shù)據(jù)線無法承受。

目前通用的Micro USB接口和我們的USB數(shù)據(jù)線，一般來說只能在2A的電流下保證安全高效的傳輸，電流超過2A硬件就受不了。

關(guān)于USB接口：

原來Type-A接口就是我們平常用的最多的標準USB接口！也的確，Type-A接口的英文名稱就是“Standard Type-A USB”，這說明它是標準的USB接口，而其它形狀的USB接口都是它的衍生物。

對于Type-B USB接口，盡管它的出鏡率遠沒有標準Type-A接口高，但想必大家對它也不會陌生，因為諸如打印機、顯示器USB HUB等諸多外部USB設(shè)備都采用了Type-B USB接口。一般來說，PC上的USB接口均為標準Type-A，而外部設(shè)備則多采用Type-B。

最后，就是全新出場的Type-C接口了。它擁有比Type-A及Type-B均小得多的體積，其大小甚至能與Mini-USB及Micro-USB相媲美，是最新的USB接口外形標準。另外，Type-C是一種既可以應(yīng)用在PC（主設(shè)備）又可以應(yīng)用在外部設(shè)備（從設(shè)備）的接口類型

USB接口全家福（除Type-C）

什么也比不上一張圖直觀。我們經(jīng)常使用的Mini-USB及Micro-USB都是根據(jù)USB2.0傳輸協(xié)議誕生，神奇的是，它們也都分別分為Type-A和Type-B。到了USB3.0時代，由于傳輸速度的提升帶來了針腳位的提升，因此僅有Type-A USB3.0接口保持與以往形狀一樣，Type-B和Micro-USB都改變了外形（體積增大）。

Micro-USB3.0接口

由于USB3.0接口的傳輸速度相較USB2.0有了大幅度的提高，因此它的針腳也發(fā)生了變化。這樣一來，Micro-USB3.0接口不得不在外觀上做出改變。Micro-USB3.0接口在高度上與Micro-USB2.0無異，但是長度明顯增長了。同樣的，A型和B型也在Micro-USB3.0上出現(xiàn)了……筆者真的無法理解為什么USB協(xié)會每次都要在小型的USB接口上搞個A和B，這里就不多吐槽了。

我們接觸最多的Micro-USB3.0接口設(shè)備就要數(shù)高速移動硬盤了，其中絕大多數(shù)均為Type-B類型。

USB Type-B有點囧（這造型長得就囧，到USB3.0的時候就很難發(fā)展了。）

同樣是Type-B接口，USB3.0（右）比USB2.0（左）增加了接口高度

標準Type-A USB接口由于體積較大，因此在發(fā)展到USB3.1的今天，它的外形也沒有改變。但是Type-B USB接口就稍微有些尷尬了，因為論體積它并不比標準Type-A USB接口小多少，但是或許是設(shè)計之初并未考慮到今后的發(fā)展，導致了增加的針腳無處放置。因此Type-B USB3.0接口不得不改變了外觀，較Type-B USB2.0增加了高度。很少有廠家選用這個接口形式。

USB3.1接口與Type-C

USB3.1接口與USB3.0接口仍然以顏色來區(qū)分

在行業(yè)內(nèi)，USB3.0接口被做成藍色以便和USB2.0接口的黑色相區(qū)分。目前，華碩已經(jīng)推出了配備標準Type-A USB3.1接口的主板，其接口顏色為藍綠色，與USB3.0相區(qū)分。盡管USB協(xié)會并未對USB3.1的顏色做出規(guī)定，但是以顏色來區(qū)分也將是必然。

筆者再次重申，Type-C接口與USB3.1標準幾乎同時推出，Type-C的規(guī)范也確實是按照USB3.1所制定，因此USB3.1當然可以制作為Type-C類型，但Type-C≠USB3.1：比如諾基亞N1平板就采用了USB2.0規(guī)范的Type-C接口，而華碩Z97-K/USB3.1就使用了標準Type-A的USB3.1接口。

除蘋果公司產(chǎn)品之外，先進市面上幾乎所有的移動設(shè)備都采用了Micro-USB接口。而蘋果自從iPhone 5開始也將之前的Dock口換為了體積更加小巧的Lightning接口，它與Micro-USB接口的大小相近。而現(xiàn)在，Type-C接口橫空出世，未來一段時間內(nèi)很可能會出現(xiàn)三足鼎立之勢。

從上到下依次為：Micro-USB-B/Lightning/Type-C

上圖為三款設(shè)備分別為采用Micro-USB接口的安卓手機、采用Lightning接口的iPhone 5S以及采用Type-C接口的諾基亞N1。

其中，Micro-USB接口擁有防呆設(shè)計，只能單面插入。而Lightning接口及Type-C接口則均可以正反插，大大方便了用戶平日的使用。不過在這里還是要說句題外話，那就是自從蘋果采用Lightning接口后，算上購買手機附送的數(shù)據(jù)線，筆者已經(jīng)更換了6、7條Lightning數(shù)據(jù)線，它們會在很快的時間壞掉，這可是Dock口時代筆者從未經(jīng)歷的事！或許Lightning接口的耐用度設(shè)計還有待完善。

Type-C/Lightning/Micro-USB-B公頭對比

Type-C接口的尺寸為8.3mm×2.5mm，它的大小與Micro-USB及Lightning都較為相近，便攜度毋庸置疑。

USB3.1規(guī)格擁有10Gbps的傳輸速率，是USB3.0 5Gbps的兩倍之多，達到了雷電接口一樣的速度。擁有超高帶寬的同時它還支持高達100W的強悍電力傳輸功能，另外，Type-C接口還可作為視頻輸出接口。

采用三種接口的主流設(shè)備

目前HDMI 1.4規(guī)范的帶寬為10.2Gbps，與USB3.1的10Gbps近乎于等速，加之新MacBook所采用的Type-C接口已經(jīng)集成了DP、HDMI與D-Sub接口。多種功能的高集成度以及強力的性能，在未來我們完全可以有理由相信Type-C會成為取代諸多視頻以及數(shù)據(jù)接口，成為統(tǒng)一眾多接口的完美解決方案。

另外，高冷的蘋果總會與別人不一樣，無論是之前的Dock口還是現(xiàn)在的Lightning口，都異于非蘋果設(shè)備的Micro-USB接口。但是新MacBook采用了Type-C接口可以說給了大家以期盼：在未來蘋果產(chǎn)品是否會統(tǒng)一采用Type-C呢？畢竟Type-C接口是通用標準，這樣以后我們再也不用配備很多根數(shù)據(jù)線了。

Type-C是一種既可以用在主設(shè)備又可用在從設(shè)備上的劃時代接口

Type-C是革命性的出現(xiàn)，什么這么說？在前文當筆者放出那張USB接口全家福的時候，大家是否都會感覺太亂了呢？沒錯，主設(shè)備接口、從設(shè)備接口以及移動設(shè)備接口的形狀全都不一樣，而每類接口還又分為A/B等等……我們不禁發(fā)出一聲感嘆：為什么就不能統(tǒng)一呢？Type-C的出現(xiàn)則解決了這一問題，不同于只在主設(shè)備使用的Type-A、只在從設(shè)備使用的Type-B以及只在移動設(shè)備使用的Mini&Micro-USB，它是一種既可以在主設(shè)備，又可以在從設(shè)備，還可以在移動設(shè)備使用的接口。

不光USB接口規(guī)范眾多（混亂），其它接口同樣存在這個問題（圖為HDMI接口的四種類型）

USB接口規(guī)范的混亂并不是個例，有很多接口也存在著類似的問題。比如HDMI，我們常見的是標準HDMI（A）以及mini HDMI（B），但還有Micro（D）以及體積龐大的D型，似乎后兩者的出現(xiàn)也顯得沒有必要。視頻接口還有蘋果的專用接口、DP、DVI等，也是一盤散沙。

搭上高速的USB3.1速度規(guī)格，擁有小巧的外形，解決了困擾用戶多年的“世界性難題”（終于可以正反插），模糊了主設(shè)備和從設(shè)備的接口區(qū)別，打破了移動設(shè)備的專屬接口規(guī)范，集成了視頻傳輸功能，繼承了USB接口一切優(yōu)良的血統(tǒng)…

TypeC與快充的關(guān)系：

Type C接口的觸點數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口，這就使得它能承受的電流強度大大增加；同時Type C加入了互相識別的步驟，可以把自己定義成充電器或者受電設(shè)備。換句話說USBType C天然支持快充，同樣的電流下USB Type C損失也會更小，而且可以支持雙向充電。

所以說使用了USB Type C而不支持快充都是耍流氓，比如一加2，只能5V簡直。。。。。；目測快充的發(fā)熱和成本也搞不定，最終為了省錢直接把快充給砍了，為了Type C而Type C。

TypeC不代表快充，但是TypeC不支持快充很過分。

說完USB接口歷史，我們再回來看USB的充電：

我們可以簡單計算一下，小米4/NOTE，輸入限流9V 1.2A，實際功率也和5V 1.8A是一樣的了，但是電流直接小了1/3，也就是說數(shù)據(jù)線和接口的損耗大幅度降低了（這是為什么質(zhì)量好的充電線充電快的原因之一）。

而對于真正實現(xiàn)了快速充電的，比如三星S6/EDGE來說，低電量時的峰值充電速度可以達到9V 1.5A左右，功率大約為14W，比5V 1.8A提高了約50%。這才是名副其實的快充。華為Mate8 MOTO X STYLE/聯(lián)想P1/魅族PRO5，基本上都到了20W左右的充電功率。

魅族PRO 5快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

OPPO R7s快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

Lumia 950 XL快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

Moto X Style快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

華為Mate 8快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

三星Galaxy S6 edge+快速充電測試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖

將六款手機的數(shù)據(jù)綜合到同一個折線圖進行對比，可見華為Mate 8的充電耗時最長、平均充電速率最低排名，以136分鐘的總充電時長名列倒數(shù)第一，而微軟Lumia 950 XL比華為Mate 8好些，104分鐘的總充電時長排在六者的倒數(shù)第二。不過兩者為這兩款手機中電池容量最大的，華為Mate 8電池容量為4000mAh、Lumia 950 XL為3340mAh。

手機充電時的電流并不是一直不變的，當你的手機處于低電量的時候，手機會要求充電器全速工作補電，這就是所謂的峰值。在這個時候充電器和手機的降壓電路火力全開，充電速度非?？?，但是損耗和發(fā)熱也很大。

一般沖到60%~80%的時候，根據(jù)各個廠家設(shè)定的不同，手機會給充電器發(fā)送信號降低電流，以達到保護電池、降低損耗、減少發(fā)熱等目的；在后面這個階段，充電的功率是大幅度降低的，也就是我們常說的涓流補電。

再說一次，充電電流控制在手機手里，跟充電器沒有一毛錢的關(guān)系，充電器只能被動的適應(yīng)手機的需要，同樣的電壓下不存在所謂充電器功率過高沖壞手機的說法；

當然如果你做死用只有9V電壓的充電器充限制電壓5V的手機肯定會出事，當然廠家也不會那么傻。

不然高通怎么會大發(fā)善心推動大家一起進步呢？Quick Charge 2.0是有所謂的識別受電測能夠接受電壓值的過程，識別不出來就滾回5V慢慢充電吧。

而且高通對硬件的控制非常強，支持Quick Charge 2.0的產(chǎn)品需要通過認證；高通授權(quán)給了UL實驗室來做（MTK快充認證也是），QC2.0認證費1500美金，約合1萬人民幣每款，認證周期2-6周。同時還會威逼利誘廠家使用高通的SMB芯片來做快充方案。

于是大家得到了啟發(fā)，紛紛開始做自己的私有識別協(xié)議。比如MTK的那個PUMP EXPRESS PLUS啊，華為在榮耀7上自己搞的識別協(xié)議啊。但是這些基本原理是一樣的，那就是從5V開始充電，然后充電器和手機互相識別，在電流最高2A的情況下提高充電器到手機USB端口的電壓。

還有一大堆快充協(xié)議的馬甲出現(xiàn)，比如三星FastCharge，華碩手機的快速充電，其實都是Quick Charge 2.0的馬甲；而魅族的mCharge則是MTK PUMP EXPRESS PLUS的馬甲。

所以越是低門檻的技術(shù)，越容易被抄襲和繞過。

不過據(jù)說三星從NOTE 4開始也是有自己的識別協(xié)議的，先檢測自己的再檢測Quick Charge2.0，所以對三星手機來說不挑充電器，只要支持Quick Charge 2.0就行。

但是華為和使用了MTK PE的魅族就不行了，必須搭配自家的專用充電器；比較搞笑的是他們家的充電器反而支持QuickCharge2.0，可以給三星或者小米的手機實現(xiàn)9V快充。這是因為充電器的QC認證高通管的不是很嚴，想做就做了，只要你不宣傳、不打Quick Charge 2.0的LOGO就沒事。

不過這些快充技術(shù)的具體原理都差不多：充電器與手機進行通訊，一開始會使用5v電壓正常充電；若手機支持快速充電協(xié)議，則手機會與充電器進行短暫的通信；充電器收到正確的信號之后，開始輸出9v電壓。

其中的不同在于Quick Charge 2.0以及華為的私有協(xié)議是通過micro USB接口中間兩線（D+D-）上加載電壓來識別，識別正確才會上9V；而且魅族等實用的MTK PEP技術(shù)則是通過電流波動進行識別。

相對來說MTK的技術(shù)對線材的要求會降低，因為QC 2.0的識別方式要求數(shù)據(jù)線必須能夠傳輸數(shù)據(jù)，如果線材缺失傳輸數(shù)據(jù)用的D+D-就只能5V了；但是MTK PEP技術(shù)則毫無壓力，因為是電流波動來識別的，只要你這根線能通電我就能識別出來。

而至于后來出現(xiàn)的Quick Charge 3.0，則是在Quick Charge 2.0的基礎(chǔ)上增強了靈活性，以200mV增量為一檔，提供從3.6V到20V電壓的靈活選擇。

QC 3.0其實總功率和實現(xiàn)方式跟QC 2.0沒啥區(qū)別，只不過QC 2.0大家一般都是9V，直到最近聯(lián)想P1才到了12V 2A左右；而3.0直接把手機的最高標準都弄到了12V（注意12V是手機，20V是給平板、筆記本準備的）

QC1.0：電壓電流提升到5V2A，充電時間縮短40%

時代繼續(xù)前進，大屏智能手機開始爆發(fā)，電池續(xù)航能力跟不上，快充成了廠商提升用戶體驗的法寶之一，于是QC2.0誕生了。

QC2.0：相比起舊有標準，QC2.0劃時代的改變了充電電壓，從保持了多年的常規(guī)的5V提升至9V/12V/20V，與QC1.0保持相同2A電流下實現(xiàn)了18W大功率電力傳輸，并且線材不需要特殊處理舊有線材都能夠通用。

增大電壓，功率是上去了，效率卻下降了。電壓每提高一檔，效率約下降10%，這些能量大部分轉(zhuǎn)化為熱量，所以20V電壓檔幾乎就沒人用了，只保留了5V、9V、12V三個檔。即便如此還是熱的不行，高通也覺得5V到9V步子邁的太大，有點扯到蛋，于是可以以0.2V為單位不斷調(diào)節(jié)直到找到最合適的電壓，多大的電壓最合適？高通有自己獨特的電壓智能協(xié)商（INOV）算法，這就是QC3.0。

QC3.0：在QC2.0 9V/12V兩檔電壓基礎(chǔ)上，進一步細分電壓檔，采用獨特的INOV算法，以200mV為一檔設(shè)定電壓，最低可下探至3.6V最高電壓20V，并且向下兼容QC2.0。由于全面使用了Type-c接口取代原來的MicroUSB接口，最大電流也提升到了3A，因為電壓更低所以效率提升最高達38%，充電速度提升27%，發(fā)熱降低45%。

QC3.0好是好，可是谷歌不同意啊，你高通單獨搞一套怎么行，用我的系統(tǒng)就必須給我用USB PD協(xié)議，胳膊扭不過大腿，高通服軟，又推出QC4.0。

QC4.0：再次提升功率至28W，并且加入USB PD支持。取消了12V電壓檔，5V最大可輸出5.6A，9V最大可輸出3A，并且電壓檔繼續(xù)細分以20mV為一檔。

看到這里大家就知道了，現(xiàn)在快充門檻不在技術(shù)上，而在于各大廠商跑馬圈地搞的這些亂七八糟互相不通用的狗屁識別協(xié)議上，這就是科學技術(shù)發(fā)展過程中遇到資本主義的無奈。

當然并不是沒有大一統(tǒng)的識別協(xié)議，USB推廣小組早在2012年7月份就制定了USB PD 充電協(xié)議，全稱“USB Power DeliverySpecification”。

USBPD根據(jù)可供給的電力設(shè)定了10W、18W、36W、60W、100W五級規(guī)格。PD技術(shù)不僅充電功率強悍，更牛的是可以實現(xiàn)雙向充電，也就是說兩臺電腦用USB線連接可以互相充電，比起QC這種單向充電的不知道高到哪里去了！

USB PowerDelivery快速充電通信原理

USB Power Delivery快速充電規(guī)范（通過VBUS直流電平上耦合FSK信號來請求充電器調(diào)整輸出電壓和電流的過程），不同于高通Quick Charger 2.0規(guī)范，因為高通QC2.0是利用D+和D-上的不同的直流電壓來請求充電器動態(tài)調(diào)整輸出電壓和電流實現(xiàn)快速充電的過程。

USB PD的通信是將協(xié)議層的消息調(diào)制成24MHZ的FSK信號并耦合到VBUS上或者從VBUS上獲得FSK信號來實現(xiàn)手機和充電器通信的過程。

如圖所示，在USB PD通信中，是將24MHz的FSK通過cAC-Coupling耦合電容耦合到VBUS上的直流電平上的，而為了使24MHz的FSK不對Power Supply或者USB Host的VBUS直流電壓產(chǎn)生影響，在回路中同時添加了zIsolation電感組成的低通濾波器過濾掉FSK信號。

看到這里，你恍然大悟，這不是剽竊了PoE、電力載波的思想么？人類的智慧真的是有限的。

USB PD的原理，以手機和充電器都支持USB PD為例講解如下：

1） USBOTG的PHY監(jiān)控VBUS電壓，如果有VBUS的5V電壓存在并且檢測到OTG ID腳是1K下拉電阻（不是OTG Host模式，OTG Host模式的ID電阻是小于1K的），就說明該電纜是支持USB PD的；

2）USBOTG做正常BCS V1.2規(guī)范的充電器探測并且啟動USB PD 設(shè)備策略管理器，策略管理器監(jiān)控VBUS的直流電平上是否耦合了FSK信號，并且解碼消息得出是CapabilitiesSource 消息，就根據(jù)USB PD規(guī)范解析該消息得出USB PD充電器所支持的所有電壓和電流列表對；

3）手機根據(jù)用戶的配置從CapabilitiesSource消息中選擇一個電壓和電流對，并將電壓和電流對加在Request消息的payload上，然后策略管理器將FSK信號耦合到VBUS直流電平上；

4） 充電器解碼FSK信號并發(fā)出Accept消息給手機，同時調(diào)整Power Supply的直流電壓和電流輸出；

5） 手機收到Accept消息，調(diào)整Charger IC的充電電壓和電流；

6） 手機在充電過程中可以動態(tài)發(fā)送Request消息來請求充電器改變輸出電壓和電流，從而實現(xiàn)快速充電的過程。

與QC的區(qū)別：首先從名字上就看一窺端倪，PD是Power Delivery，關(guān)注的是兩個或者多個設(shè)備，甚至是一個基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網(wǎng)的，可以具備系統(tǒng)級供電策略。而QC是Quick Charge僅僅關(guān)注的是快速充電問題，電能傳輸是單方向的，不具備電能組網(wǎng)能力，不支持除了供電以外的其他功能。

QC關(guān)注的是一個充電設(shè)備和一個被充電設(shè)備

PD 解決的是一個電能傳輸網(wǎng)絡(luò)的平衡問題

綜上分析我們可以看出，USBPD不僅為消費類電子帶來了形式多樣接口應(yīng)用，還承載著未來消費類電子以及部分家用電器的供電管理智能化的使命，將能夠比較好的解決目前供電方式混亂，各種適配器及連接線嚴重浪費社會資源，污染自然環(huán)境的情況。

快充的另一條技術(shù)路線：OPPO的VOOC閃充。前面提到高電壓充電技術(shù)是因為電流超過2A硬件就受不了；于是OPPO想了個簡單粗暴的辦法：從頭到尾改造硬件！

VOOC閃充我們可以簡單的看作充電器直連電池，使用特制加強的充電器、數(shù)據(jù)線、電池，去除Micro USB端口帶來的限制；同時電池進行多模塊分組同時充電（不確定是不是并聯(lián)）。這樣一來，不用擔心硬件吃不消；在大家充電功率還在10W左右徘徊的時候，OPPO一口氣直接拉到快要25W…….FIND 7創(chuàng)造的充電記錄，到現(xiàn)在都罕有匹敵。

同時因為整體設(shè)計拋去了大量增降壓路線，線路損耗比QC等高電壓方案小得多（可以看作大部分發(fā)熱組件都扔到充電器里面去了）；功率大大增強的同時發(fā)熱卻能做到優(yōu)秀的控制，不得不說是一種極為成功的快充設(shè)計。

VOOC閃充有很多的閃光點，其技術(shù)指導思想就是用高成本換高功率和低發(fā)熱；這和其他快充技術(shù)盡可能立足現(xiàn)有標準，小投入大產(chǎn)出的思路確實不同。結(jié)果就是OPPO FIND 7獨孤求敗了兩年多，盡情的碾壓后輩。

但是VOOC閃充并不是沒有缺點，首先就是充電器的個頭，F(xiàn)IND 7的閃充充電器個頭無以倫比，不管是攜帶還是插孔都不是很方便，不過OPPO后期有過改進，充電器體積大為縮小。

其次，因為全部采用OPPO自己的設(shè)計方案，VOOC閃充只能在OPPO高端機型上使用，通用性幾乎為0；給其他手機只能最高5V 2A，當然出于商品競爭的角度可以理解。

最后，VOOC閃充成本太過高昂，特制的充電器、數(shù)據(jù)線、電池導致整機售價也收到了影響，而且據(jù)說電池也是犧牲了壽命獲取對高電流的耐受性。

這里我們來解釋一個關(guān)鍵的事情：

充電輸入功率增大了，是否電池的壽命就降低了？

鋰電池充電過程

電池有兩極：正極是鋰化合物，負極為石墨。

充電放電都是電能和化學能的相互轉(zhuǎn)換，在鋰離子在正負極運動過程中，也在變成不同的化合物。

我們可以把鋰離子看作是裝有電荷的小車：在充電時，由于電場作用使小車全部開到負極儲存下一定的能量（鋰離子嵌入到負極的石墨碳層微孔）；在放電時，這些帶著電荷的鋰離子小車由于發(fā)生化學反應(yīng)，又跑到了正極（鋰離子的脫嵌，使正極處于富鋰狀態(tài)）。在這個過程中形成電流供電。

想狀態(tài)下，只要正負極材料的化學結(jié)構(gòu)基本不發(fā)生變化，電池充放電的可逆性很好，鋰離子電池就能保證長時間循環(huán)。

快速充電主要是保證鋰離子快速的從正極嵌出并快速的嵌入負極，不能造成鋰離子的沉積。

但是在電流增大時，電極負極（石墨）表面的一層半透膜（SEI膜）會有一定程度的破裂，使電極材料和電解液相互反應(yīng)，另外溫度升高也會讓電池內(nèi)部發(fā)生副反應(yīng)破壞電池上的化學物質(zhì)，導致可逆性降低（就是鋰離子小車沒法來回開了）電池容量也就會不斷的減少。

就是是我們經(jīng)常感覺到的，明明是充滿電了，為什么電池越來越不經(jīng)得起用了。

以大疆無人機的鋰電池舉例，一塊4480mAh 68Wh電壓為15.2V的鋰電池，充滿只需要1.5h（相比之下iPhone6s plus電池容量為2750 mAh，電壓為3.8V ）但大疆無人機的鋰電池壽命只有200個循環(huán)。電池壽命的衰減顯而易見。

上圖中橫坐標為時間，縱坐標為鋰電池電壓。由于鋰電池的特殊性，過壓或者欠壓都會導致電池報廢，所以現(xiàn)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(jù)電壓判斷鋰電池是否處于正常狀態(tài)（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(yù)充電、大電流恒流充電與恒壓充電。

當電壓低于3.0V時，充電器會采用100mA電流對鋰電池進行預(yù)充電，就是上圖C C Pre-charge階段，中文名字叫恒流預(yù)沖電階段，目的是慢慢恢復(fù)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。

然后與問題有關(guān)的就來了。當鋰電池電壓高于3.0V時，就進入到第二階段，大電流恒流充電階段（C C Fast charge）。由于鋰電池經(jīng)過第一階段的預(yù)充，其狀態(tài)已經(jīng)比較穩(wěn)定了（預(yù)充階段的作用可以這樣理解~但并不嚴謹）。所以在第二階段，充電電流就可以適當提高，根據(jù)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于提出的時間很早，十幾年前的就提出來。那時候因為鋰電池技術(shù)遠遠不如現(xiàn)在穩(wěn)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(wěn)定，發(fā)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于0.1C的電流進行充電。如果鋰電池容量為2600mAh，那么標準充電的電流為260mA，只要充電電流大于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么危險。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。由于近幾年來的提升，現(xiàn)在的充電器基本上都是快充類型的。

而鋰電池充電的最后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于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?。錆M了，電流肯定變小~）。當充電電流小于100mA時，就判斷電池充滿，切斷充電電路。

這一階段的特性，也可以解釋為什么手機指示充滿電后，拔出USB線再插進去，手機又顯示繼續(xù)充電。

另外，需要說一下的是：以上的充電是針對于單節(jié)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。

電瓶車的電瓶一般有鉛酸蓄電池和鋰電池兩種。這些電瓶都是由若干的電池成組而成的（鉛酸蓄電池類型的由6個或者8個串并聯(lián)組成；鋰電池類型的則由若干個鋰電池串并聯(lián)組成）。而涉及到電池組的充電方式，這里又有另外的一個大問題了，就是電池均衡問題。關(guān)于電池均衡問題，我在這里不再詳說，百度一下就可以了。我只能說目前的絕大多數(shù)電瓶車電池都沒有電池均衡管理，所以這個導致了電池組的壽命遠遠不如單個電池的壽命，這也解釋了為什么電瓶車的電池不耐用，一年左右就報廢了~~~同時也解釋了當前電動汽車發(fā)展的困境就是電池成組技術(shù)的限制。

簡單來說結(jié)論就是：快速充電是指充電電流大于0.1C的充電方式，這種充電方式對于單個鋰電池來說，對壽命與穩(wěn)定性等的影響非常?。坏侨绻麑τ陔娖寇囯姵亟M來說的話，快充就是用時間換取電池壽命的一種行為。

最后要說的是：使用標配充電器對電瓶車充電沒問題；但是對于那些打著10分鐘充滿電的充電站來說，就要注意了，使用這些充電站絕對大大影響電池壽命。

另外，對于電池組來說，電池均衡意義更重要?？斐鋵﹄姵亟M的壽命有影響正是因為電池組均衡問題沒有解決。

在安全性上，因為快充都有“握手協(xié)議”，會在充電前協(xié)調(diào)好輸出電壓電流的大小。鋰電池充電分為三個部分：恒流預(yù)充電（CCPre-charge）、大電流恒流充電（CC Fast Charge）和恒壓充電（CV）。

手機電量耗光之后電壓降低，當?shù)陀谝欢〝?shù)值時充電器會使用比較低的電流對鋰電池進行預(yù)充電。經(jīng)過一段時間，鋰電池電壓高于預(yù)定數(shù)值后，就進入第二個階段大電流恒流充電，此時適當加大電流可以加快充電速度。