1、什么是快充？
先我們要清楚鋰離子電池的充放電原理，電池有兩極：正極是鋰化合物，負(fù)極為石墨。充電放電都是電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換，在鋰離子在正負(fù)極運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，也在變成不同的化合物。
快速充電是一個(gè)相對(duì)籠統(tǒng)的概念，它有著三種不同的實(shí)現(xiàn)形式：
（1）電壓不變，提高電流；
（2）電流不變，提升電壓；
（3）電壓、電流均提高。
但要真正在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)快充，不單單只是在電壓和電流上做提升就足夠了?？斐浼夹g(shù)需要一整套定制的電路、電芯、接口、數(shù)據(jù)線以及配套的快充適配器，同時(shí)你還需要做一套智能電源管理系統(tǒng)，以便讓手機(jī)能夠根據(jù)不同的充電情況，提供安全智能的充電保護(hù)。
不同快充方案解析
目前，快速充電技術(shù)大體有三種：
1、OPPO的VOOC閃充快速充電；
2、高通Quick Charge快速充電；
3、聯(lián)發(fā)科Pump Express Plus快速充電；
一、高通Quick Charge
高通Quick Charge就是高電壓低電流的典型方案，目前高通快充技術(shù)已經(jīng)不知不覺(jué)來(lái)到了Quick Charge 4第四代，從初的QC 1.0僅僅支持高5V/2A的充電功率，到QC 2.0可以兼容5V/9V/12V/20V四檔充電電壓，并且達(dá)到大3A的充電電流水準(zhǔn)。而Quick Charge 3.0則是在QC 2.0的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)，以200mV增量為一檔，支持3.6V到20V的工作電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。這樣一來(lái)，手機(jī)廠商就能夠根據(jù)自家產(chǎn)品的需求調(diào)整到佳電壓，從而達(dá)到預(yù)期的電流，提升手機(jī)的充電效率。
升級(jí)版的QC 4.0通過(guò)Qualcomm Technologies的平行充電技術(shù)Dual Charge，與前代QC 3.0相比，可以享受到高達(dá)20%的充電速度提升。除了提升充電速度之外，QC 4.0還實(shí)現(xiàn)了更短的充電時(shí)間和更高的效率，能在更準(zhǔn)確地測(cè)量電壓、電流和溫度的同時(shí)，保護(hù)電池、系統(tǒng)、線纜和連接器。一方面提升充電速度，一方面保護(hù)了電池、充電器等設(shè)備。
二、OPPO閃充
接下來(lái)再來(lái)看一下低電壓高電流標(biāo)準(zhǔn)的OPPO VOOC閃充技術(shù)，VOOC選擇的是保持電壓不變，通過(guò)加大電流的方式提升充電速度。回顧OPPO VOOC閃充的這兩年，早誕生于2014年，之后在同年的10月推出了VOOC mini，15年用戶量已經(jīng)突破千萬(wàn)，得到了業(yè)內(nèi)外人士的認(rèn)可，去年年初，OPPO又推出了閃充技術(shù)，充電速度還要優(yōu)秀于OPPO的VOOC閃充。
在了解閃充技術(shù)之前，先熟悉一下手機(jī)電池充電的三個(gè)階段，分別為恒流預(yù)充電、大電流恒流充電和恒壓充電。當(dāng)手機(jī)處于低電量時(shí)，電壓也會(huì)相應(yīng)降低，此時(shí)充電器會(huì)使用較低的電流對(duì)電池進(jìn)行充電，當(dāng)電池的電壓高于預(yù)定數(shù)值后，就會(huì)采用恒流充電。
而OPPO的新閃充技術(shù)正是利用了這樣的工作原理，對(duì)電流進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控，這樣的好處在于，避免了增壓提升功率的方式，因此在線路損耗方面會(huì)減少很多，并且有效遏制了手機(jī)發(fā)熱的現(xiàn)象。在經(jīng)歷了一代VOOC快充充電器龐大以及充電線接口會(huì)斷的隱患后，目前終于呈現(xiàn)給我們?cè)诳斐?、便攜和安全這三方面都兼顧的快充技術(shù)了，只是這項(xiàng)技術(shù)只適配于OPPO這一家產(chǎn)品，兼容性還不夠。
三、MTP Pump Express Plus快充
除了高通和OPPO這兩個(gè)比較突出的快充技術(shù)，聯(lián)發(fā)科MTP Pump Express Plus快充技術(shù)的原理和高通Quick Charge大同小異，都是保證了恒定電流，通過(guò)加大充電器到手機(jī)USB端口的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)更大的充電功率。
我們發(fā)現(xiàn)近兩年P(guān)umpExpress技術(shù)開(kāi)始嶄露頭角，內(nèi)置PMIC電源管理集成電路，允許充電器根據(jù)電流決定充電所需的初始電壓。由PMIC發(fā)出脈沖電流指令通過(guò)USB的Vbus傳送給充電器，再根據(jù)這個(gè)指令調(diào)整輸出電壓。
目前，新的Pump Express 3.0宣稱(chēng)能夠在20分鐘內(nèi)為智能手機(jī)充滿70%電量，同時(shí)相比PumpExpress Plus功耗減少50%，間接降低發(fā)熱。相比QC 3.0的200mV為一檔的增量的做法，PumpExpress 3.0電壓微調(diào)幅度僅為10mV，理論高可提供5A充電電流。
此外，諸如一加的DASH極速閃充也是類(lèi)似OPPO的VOOC閃充技術(shù)，原裝充電器可以輸出5V/4A的功率；再比如魅族的mCharge 3.0，由于是基于聯(lián)發(fā)科平臺(tái)，因此mCharge快充技術(shù)基本也是依托于MTK推出的Pump Express。
2、雙協(xié)議快充方案是怎么回事？
關(guān)于快速充電技術(shù)不少消費(fèi)者有一個(gè)誤區(qū)，總覺(jué)得聯(lián)發(fā)科SoC配備MTK快充技術(shù)，Qualcomm驍龍SoC配備QC快充技術(shù)。其實(shí)并不一定，快充技術(shù)芯片和電路也能夠單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)，經(jīng)典例子就是魅族PRO 5雖然采用了Exynos平臺(tái)，但是整合了MTK PEP快充方案，而不是三星AFC標(biāo)準(zhǔn)。類(lèi)似地，vivo不少采用MTK平臺(tái)機(jī)型依然支持基于QC 2.0標(biāo)準(zhǔn)的雙引擎閃充技術(shù)。
另一方面，三星旗艦機(jī)配備自家的AFC快充標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)兼容QC 2.0。而三星C5和三星C7并不支持QC快充技術(shù)，手機(jī)快充測(cè)試儀器廠家建議必須使用三星自家的快充頭才可以快速充電。三星Galaxy Note7更同時(shí)支持QC、PD和AFC三大標(biāo)準(zhǔn)。
基于這個(gè)原則，我們不難理解雙協(xié)議快充方案，手機(jī)廠商只要肯給錢(qián)，就能夠從不同快充供應(yīng)商獲得解決方案，別說(shuō)集成兩種快充方案，再多理論上也是可以的。
3、快充安全么？
目前來(lái)說(shuō)，各家的快充還是具備技術(shù)保障的。因?yàn)樵谝徽卓斐浞桨咐镫娫垂芾砟K早就預(yù)設(shè)了手機(jī)電池所能承受高的電壓、電流、溫度等安全防護(hù)機(jī)制，其中包括了溫度保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等多項(xiàng)防護(hù)技術(shù)，確切的來(lái)說(shuō)，快充技術(shù)是安全的。
4、快充會(huì)影響電池壽命嗎？
從原理上來(lái)看，電池的損害基本上來(lái)源于兩方面：
一方面是在電池充放電的時(shí)候，電池的陰極與陽(yáng)極會(huì)隨著離子的釋放和吸收而縮小和膨脹，長(zhǎng)時(shí)間快充會(huì)破壞電池上的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致電池壽命縮短。
另一方面在快充時(shí)，由于電流的比較高，電流的熱效應(yīng)會(huì)加劇，導(dǎo)致電池會(huì)產(chǎn)生高溫，高溫也會(huì)讓容量驟減和電芯性損壞的現(xiàn)象。
大家都知道，鋰電池的優(yōu)點(diǎn)之一，就是可以在方便時(shí)刻隨時(shí)為鋰離子電池充電，而不用非要想把電用光之后再充。那么，什么叫充電周期呢？
一個(gè)充電周期意味著電池的所有電量由滿用到空，再由空充到滿的過(guò)程，這并不等同于充一次電。說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn)，600毫安的鋰電池，你一次由0毫安充到了400毫安，用啊用啊用了N毫安；然后你又充了150毫安，再用了N毫安；再充100毫安，當(dāng)一次充到50毫安的時(shí)候，這塊電池的一個(gè)充電周期就到了。（400+150+50=600）
一塊鋰電在一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來(lái)，這只能算作一個(gè)充電周期，而不是兩個(gè)。因此，通?？赡芤?jīng)過(guò)好幾次充電才完成一個(gè)周期。每完成一個(gè)充電周期，電量就會(huì)減少一點(diǎn)。這也就是為什么很多使用鋰電池手機(jī)的人會(huì)經(jīng)常說(shuō)：“這個(gè)破手機(jī)，剛買(mǎi)回來(lái)可以用4天，現(xiàn)在充一次電只能用3天半"的原因。不過(guò)，這個(gè)電量減少幅度非常小，高品質(zhì)的電池充過(guò)多次周期后，仍然會(huì)保留原始電量的 80%，很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)兩三年后仍然照常使用。當(dāng)然鋰電壽命到了還是需要更換的。
鋰電的壽命一般為300-500個(gè)充電周期。假設(shè)一次放電提供的電量為1Q，如不考慮每個(gè)充電周期以后電量的減少，則鋰電在其壽命內(nèi)總共可以提供或?yàn)槠溲a(bǔ)充300Q-500Q的電力。由此我們知道，如果每次用1/2就充，則可以充600-1000次；如果每次用1/3就充，則可以充900-1500次。以此類(lèi)推，如果隨機(jī)充電，則次數(shù)不定?？傊?，不論怎么充，總共補(bǔ)充進(jìn)300Q-500Q的電力這一點(diǎn)是恒定的。所以，我們也可以這樣理解：鋰電池壽命和電池的總充電電量有關(guān)，和充電次數(shù)無(wú)關(guān)。深放深充和淺放淺充對(duì)于鋰電壽命的影響相差不大。
事實(shí)上，淺放淺充對(duì)于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時(shí)，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過(guò)程，一切以方便為先，隨時(shí)充電，不必?fù)?dān)心影響壽命。
所以普通充電狀態(tài)下鋰電池也有壽命的問(wèn)題，每次充電也會(huì)對(duì)電池造成一點(diǎn)的損害，只不過(guò)這種損害微乎其微，需要長(zhǎng)達(dá)一年甚至以上的時(shí)間才會(huì)在手機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)。所以無(wú)論是快充還是普通充電其實(shí)都會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不可逆的傷害，只不過(guò)快充的損害稍微會(huì)比普通充電狀態(tài)要強(qiáng)一點(diǎn)。但從目前快充技術(shù)的各種保障下，這種電池?fù)p害還是處于安全且合理的狀態(tài)下。
目前絕大部分的提供快充方案的公司都沒(méi)有從電池角度給出其對(duì)電池壽命的影響，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)下電池充放電 500 次后電池容量在 80% 以上都為合格，在一年之內(nèi)對(duì)使用影響不大。
如果你習(xí)慣一到兩年就換一部手機(jī)，或者愿意更換一個(gè)新電池，那快充的影響微乎其微。
快充協(xié)議測(cè)試需要什么樣的設(shè)備？
目前快充測(cè)試行業(yè)方興未艾，無(wú)論是自動(dòng)化測(cè)試ATE設(shè)備或者單純的誘騙器，都有著巨大的市場(chǎng)，其中用的比較廣的是ASD968A綜合測(cè)試儀，它由測(cè)試儀及觸控屏兩部分組成，主要用于手機(jī)、移動(dòng)電源、適配器等外接電源 PCBA和成品的功能檢測(cè)、參數(shù)測(cè)試及性能評(píng)估。測(cè)試儀內(nèi)部集成兩個(gè)獨(dú)立的模擬電池模塊對(duì)應(yīng)2個(gè)測(cè)試接口，兩個(gè)獨(dú)立的雙向電源模塊對(duì)應(yīng)8個(gè)測(cè)試接口，2個(gè)通訊插座。模擬電池可模擬充電電池的充放電現(xiàn)象，雙向電源兼具電源和負(fù)載功能且支持 QC、PD、華為及三星快充協(xié)議。單臺(tái)設(shè)備可完成PCBA或成品的絕大部分功能測(cè)試，測(cè)試手機(jī)、移動(dòng)電源無(wú)需外接鋰離子電池，測(cè)試快充無(wú)需誘騙器、電源、負(fù)載等各類(lèi)設(shè)備。支持協(xié)議自動(dòng)偵測(cè)，支持編程自動(dòng)測(cè)試。支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)、導(dǎo)入及導(dǎo)出，可將測(cè)試結(jié)果以文檔形式導(dǎo)出至USB存儲(chǔ)設(shè)備。
