什么是快速充電？看看市場上的快充方案就學會了

隨著科技不斷的發展，終端設備的不斷更新迭代，支持快速充電技術的移動設備越來越多，現在無論是智能手機還是智能手表，還是平板電腦、電子書閱讀器等，如果不支持快速充電技術已經不好意思說自己屬于這個快節奏的時代了。

點擊了解>>一個可以兼容104款安卓手機的車載快速充電器方案

這不iPhone 7 據傳會或支持快速充電，用戶在Twitter上曝光了iPhone 7的電源管理芯片圖片，與iPhone 6s的電源管理新品對比，這個芯片多了一個部件，這說明iPhone 7 可能有新的功能，有可能會支持快速充電。早前的傳言稱，iPhone 7會通過“Type-C 連接電腦，Ligntning 連接手機”的方式實現快速充電。新的傳言是，iPhone7可能支持5V/2A快速充電。

一、什么是快速充電

快速充電三要素是充電器、電池、charge IC， 是能在1～5h內使蓄電池達到或接近完全充電狀態的一種充電方法。常用于牽引用蓄電池需要在較短時間內恢復完全充電狀態時的充電。

快速充電技術是有著不同分支的，目前的充電標準一共分為下面幾種：USB標準、蘋果標準、高通標準、MTK標準。

1、USB標準又分為：

USB 1.0、2.0：5V/500mA；

USB 3.0：5V/900mA；

USB Battery Charge 1.2（BC1.2）：5V/500mA、5V/1.5A；

USB Type-C：5V/500mA、5V/900mA、5V/1.5A、5V/3A；

USB Power Delivery 2 v1.1：5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A；

USB Type-C接口的充電器可以為手機提供15W（5V/3A）的充電功率

2、蘋果標準

蘋果的iOS設備接口基于USB，接口電源的規格比較簡單，分為5V/1A、5V/2.1A兩種，都是通過在充電器的D+和D-配置不同的識別電阻進行識別。

5V/1A：iPhone、iPod Touch都使用5V/1A的充電規格，充電使用；

5V/2.1A，提供給iPad、iPhone帶Plus充電使用；

相對來說蘋果iPhone的電池容量小，充電技術也比較單一，需求方面暫時沒有出現什么問題，iPad電池容量大，5V/2.1A的充電規格出現得比較早。

3、高通標準

高通在的Quick Charge 3.0（QC3.0），比起還沒全面普及的QC2.0技術 提升了27%的充電速度，減少功率損耗45%。高通快速充電使用的是提高電壓的方式來減少線損，高通到目前一共有三代快速充電技術，分別是：

高通QC1.0：輸出規格5V/2A，基本都是驍龍600平臺；

高通QC2.0：輸出規格5V/9V/12V三檔，最大電流3A，也就是目前使用最廣泛的一種快速充電技術；支持的平臺包括了驍龍200/400 /410/615/800/801/805/810，另外也授權給其他廠商使用，例如三星的快速充電技術、Intel的Boost Master快速充電技術其實也屬于高通QC2.0；；

高通QC3.0：使用了被稱為最佳電壓智能協商（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，INOV）的算法，支持3.6V到20V的工作電壓動態調節，以200mV為步進。兼容的平臺包括了高通驍龍820、620、618、 617和430，并且向下兼容QC2.0和QC1.0的設備，可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。

4、MTK的Pump Express快充技術

MTK的MTP Pump Express快充技術分為兩種，一種帶Plus一種不帶Plus，帶Plus的可以支持到9V/12V，從規格來看，普通的Pump Express支持前者，充電電流不超過2A，而支持Pump Express Plus的產品則可以達到12V/3A，這一類產品目前市面上比較少，魅族的移動電源和魅族支持mCharge的手機屬于這一類產品。

除了以上4種使用廣泛的快速充電技術，另外還有一種叫VOOC的閃充技術，來自于OPPO，就是經常聽到的“充電5分鐘，通話兩小時”這句廣告語所使用的充電技術。OPPO使用的做法是采用了高達4.5A的電流對電池進行充電，配合8觸點電池和7Pin的USB接口，增加傳輸的觸點數量有利于減少接觸損耗，本來Micro USB接口只有寥寥幾個Pin無法承受大電流也得到改善，這也屬于快速充電的一種，但不屬于平臺化的產品，并沒有普及。

以上介紹的都是市面上存在的快速充電技術，各家都基于USB接口，但兼容性上又有所差異，使用USB Type-C接口一類的新手機幾乎都必須使用原配的充電器才能進行快速充電，由于接口方面的因素，第三方適配的產品很少。

高通QC技術的手機必須使用支持高通QC技術的充電器才可以實現快充。

MTK的PE支持的產品則比較少，只有魅族和聯想的少量MTK機型支持，也必須搭配自家的充電器或者是移動電源才能實現。

二、快速充電解決方案詳解

隨著手機的屏幕越來越大，處理器的性能越來越強并升級多核。為保證續航，手機的電池容量也變大，這樣造成充電時間不可避免的變長。如何縮短充電時間已成為手機應用及更多移動終端設備的一大瓶頸。相繼出現基于不同廠商的快速充電解決方案，能夠短暫的時間內有效提升充電效率。

1、安森美快速充電解決方案

（1）方案框圖

圖示 On Semi方案框圖

（2）方案特點

·通過頻率反走和跳周期模式，減少待機功耗

·可通過光耦觸發低功耗關閉模式

·無損過功率補償

·基于定時器的過功率保護

·輸出短路保護

·動態自供電的高壓啟動

·欠壓監測功能

·有源 X2 電容放電

·嚴重故障時閂鎖

·自動恢復或閂鎖選擇的過流保護

·空載待機能耗<30 mW

·可調功率過載保護

2、基于FAN501的快速充電解決方案

（1）方案框圖

Fairchild方案框圖

（2）方案特點

·輸出短路保護

·毫瓦節省技術提供超低的待機功耗，很容易滿足“能源之星 V5.0”

·恒壓控制時，根據輸入電壓，有兩段固定的 PWM 工作頻率 140kHz/85kHz

·高壓啟動

·斷續和連續工作模式實現恒流控制，無需次級反饋電路

·在連續工作模式有較高的功率密度和轉換效率

·調頻減少 EMI 噪聲

3、基于TI控制器的快速充電解決方案

（1）方案框圖

TI方案框圖

（2）方案特點

·少于10mW 無負載功耗能力

·針對恒定電壓 （CV） 的光耦合反饋，和針對恒定電流 （CC） 的初級側調節 （PSR）

·在線路和負載上實現 ±1% 電壓調節和 ±5% 電流調節

·700V 啟動開關

·100kHz 最大開關頻率可實現高功率密度充電器設計

·針對最高總體效率的諧振環谷值開關運行

·簡化電磁干擾 （EMI） 兼容性的頻率抖動

·針對金屬氧化物半導體場效應晶體管 （MOSFET） 的已鉗制柵極驅動輸出

·過壓、低線路和過流保護功能

4、基于Microchip產品的車載USB快速充電解決方案

2016年8月11日，大聯大控股宣布其旗下品佳推出基于Microchip的UCS100X的車載快速充電解決方案。

圖示1 基于Microchip的UCS100X的車載快速充電解決方案系統框架圖

雖然USB端口如今可用作充電電源，但許多便攜式設備因有著獨特的充電要求而達不到充電標準，甚至無法充電。Microchip的UCS100X具有充電仿真功能的USB端口電源控制器。當便攜式設備插入USB端口時，UCS100X器件會自動循環遍歷9個預裝載的充電仿真配置文件，直至充電開始。這些內嵌的配置文件與BC1.2 CDP、DCP、YD/T-1591以及大多數Apple?和RIM?便攜式設備、電子書閱讀器及許多平板電腦兼容。UCS1001/1002/1003器件不僅支持符合USB 2.0規范的數據交換，還提供一個USB端口電源開關，能持續輸出最高2.5A的電流。

圖示2 基于Microchip的UCS100X的車載快速充電解決方案系統框架圖

圖示3基于Microchip的UCS100X的車載快速充電解決方案規格說明

該方案除可應用在車載USB充電之外，還可以應用在平板電腦、電子書閱讀器、臺式機、移動PC、打印機和數字TV等領域。