移動(dòng)應(yīng)用遍及生活方方面面，我們?cè)絹?lái)越離不開(kāi)手機(jī)。伴隨著性能和功能的暴漲，手機(jī)卻在慢慢變輕變薄，而且不再支持換電池的設(shè)計(jì)了，用戶對(duì)續(xù)航的憂慮，從未像現(xiàn)在這么嚴(yán)重……

電池化學(xué)技術(shù)早在幾十年前已經(jīng)基本成型，容量與電池的重量和體積成正比，面臨“要容量就只能變厚變重”的矛盾，歷史毫不猶豫地選擇了看起來(lái)是曲線救國(guó)，但實(shí)質(zhì)上是最簡(jiǎn)單粗暴的解決方案——快充。

讓人眼花繚亂的快充分支與歷史

在功能機(jī)時(shí)代，手機(jī)的電池容量一般都在1000mAh以下，充電功率停留在3-5W，當(dāng)年5V 0.5A的輸出規(guī)格，現(xiàn)在看起來(lái)簡(jiǎn)直就是上古畫風(fēng)。伴隨著性能的暴漲，隨后安卓智能機(jī)的電池容量也增長(zhǎng)到了2000mAh，USB協(xié)議的制定者USB-IF協(xié)會(huì)定義了USB Battery Charge 1.2（BC 1.2）充電標(biāo)準(zhǔn)，把充電電流擴(kuò)大到1.5A。至今很多智能硬件用的，依舊是這個(gè)充電標(biāo)準(zhǔn)。

2013年，初代的高通快充QC1.0面世，高通通過(guò)引入自己的電源管理集成電路PMIC，讓充電輸出躍升到5V 2A，而且任何移動(dòng)設(shè)備都可以用這個(gè)獨(dú)立于USB連接器的方案。

因?yàn)槔^續(xù)提高電流會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)線和其他部件帶來(lái)技術(shù)和成本壓力，高通QC 2.0采用9-12V的高壓低方案規(guī)避2A電流的紅線，大幅提高功率并降低充電損耗，同樣只需要高通的電源管理IC即可支持。因?yàn)槌杀镜投壹嫒菪院?，QC 2.0幾乎統(tǒng)一了快充市場(chǎng)，后來(lái)的三星AFC、Moto渦輪快充、vivo雙引擎閃充等都算是QC2.0的衍生方案。

再往下，聯(lián)發(fā)科的PEP快充面世，用的是和高通類似的高電壓方案，根據(jù)電流來(lái)判斷輸出，隨后的魅族mCharge、金立閃電快充都是聯(lián)發(fā)科PEP快充的衍生產(chǎn)品。而OPPO的VOOC閃充則使用5V 4-5A的超高電流，從充電器、數(shù)據(jù)線，到電池和接口，全都需要定制，充電速度上去了，但卻是兼容性問(wèn)題最嚴(yán)重的。

因?yàn)閁SB-IF的不作為，芯片和手機(jī)廠商都圍繞自己的產(chǎn)品和商業(yè)利益定義自己的快充，紛爭(zhēng)和戰(zhàn)火從此點(diǎn)燃。在群雄并起的2015年，高通發(fā)布了QC3.0快充，加入了INOV（最佳電壓智能協(xié)商）算法和200mV的電壓梯度調(diào)節(jié)，大幅提升充電效率并降低發(fā)熱，提高安全性。隨著Type-C接口的換代浪潮襲來(lái)，USB協(xié)會(huì)終于搞出了自己的快充方案USB PD（USB Power Delivery Specification）。

高通QC 4：次世代快充

因?yàn)楦鞣N快充都無(wú)法兼容競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方案，讓現(xiàn)在成為快充標(biāo)準(zhǔn)最混亂的時(shí)代，手機(jī)無(wú)法使用其他品牌手機(jī)的充電頭，甚至自家前后兩代產(chǎn)品用的快充技術(shù)都不同。當(dāng)中的很多快充都需要特制的充電頭和數(shù)據(jù)線支持，缺少任意一個(gè)都也無(wú)法快充。各種兼容性問(wèn)題，最后還是算在了消費(fèi)者的頭上?？褚吧L(zhǎng)過(guò)后，業(yè)界仿佛都在等待著下一代的快充來(lái)重整市場(chǎng)。

在mirco-USB統(tǒng)一移動(dòng)產(chǎn)品充電和數(shù)據(jù)接口之前，也曾經(jīng)歷類似的野蠻生長(zhǎng)過(guò)程，而快充領(lǐng)域也已經(jīng)到了大浪淘沙的臨界點(diǎn)上。2016年底，高通最新一代移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)驍龍835發(fā)布，除了CPU、GPU、ISP/DSP、基帶等大幅度的提升外，高通QC4快充標(biāo)準(zhǔn)也一同發(fā)布了。

QC4全稱Quick Charge 4，不再依照原來(lái)2.0/3.0的命名方式，宣稱比前代溫度更低（-5℃），速度更快（+20%），效率更高（+30%）。QC4采用5V/4.7A~5.6A和9V/3A規(guī)格，同時(shí)INOV技術(shù)的步進(jìn)電壓精度提升到10mV，進(jìn)一步提升充電效率并減輕發(fā)熱，支持Dual Charge++技術(shù)，其具體改進(jìn)點(diǎn)包括：

支持USB Type-C、USB PD，具備更強(qiáng)的兼容性；

在節(jié)電器中增加了更先進(jìn)的技術(shù)，延長(zhǎng)電池使用壽命，提升充電的安全性；

通過(guò)INOV算法最大化提升充電效率，優(yōu)化充電過(guò)程，減少發(fā)熱；

使用第二個(gè)電源管理芯片以提供雙重快充，結(jié)合智能熱平衡設(shè)計(jì)，優(yōu)化充電效率。

配套使用的最新電源管理芯片SMB1380和SMB1381，阻抗更低，峰值效率提升至96%，可在厚度不到0.8mm的電池內(nèi)使用，為輕薄型快充設(shè)備提供了完美的支持（當(dāng)然，現(xiàn)在還沒(méi)有這么薄的電池量產(chǎn)）。

速度之外被掩蓋的眾多要點(diǎn)

如無(wú)意外，高通QC4快充依舊會(huì)是同代最快的快充方案之一，其最高輸出高達(dá)28W，宣稱可以充電5分鐘，使用5個(gè)小時(shí)，可以在15分鐘內(nèi)能為2750mAh電池的手機(jī)充50%電量。但在充電速度之外，有太多的東西是普通用戶之前完全沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的。

對(duì)于手機(jī)，充電除了速度，充電時(shí)的充電效率、發(fā)熱控制、安全性和電池壽命等都非常重要，并會(huì)直接影響使用體驗(yàn)，這些是之前的快充故意忽略或無(wú)法兼顧的痛點(diǎn)。

充電效率方面，高通QC4快充采用了高通第三代INOV（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage 最佳電壓智能協(xié)商）電源管理算法，提供了行業(yè)首創(chuàng)的實(shí)時(shí)散熱管理能力。這個(gè)智能熱平衡管理功能，在既定的散熱條件下，自主確定并選擇最佳的電力傳輸水平，從而優(yōu)化充電效率并控制溫度。

充電過(guò)程中，電池的電壓會(huì)隨著電量增長(zhǎng)而變化，INOV正是通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸入電壓，讓原來(lái)的恒壓輸入，變成階梯式的斜線。理論上梯度越多越密集，越接近最高效率的電壓斜線。而QC4的步進(jìn)電壓精度，從QC3.0的200mV一口氣提升到10mV，比后來(lái)PPS設(shè)定的20mV電壓階梯還要精確，其密度和控制精度，直到現(xiàn)在依舊是最高的。

充電功率的上漲必定會(huì)對(duì)發(fā)熱控制提出更高要求，為了解決這個(gè)問(wèn)題，高通早在QC2的時(shí)代就引入了雙路充電（Dual Charge）技術(shù)，每一次迭代都會(huì)增加一個(gè)“+”號(hào)，在QC4上雙路充電已經(jīng)進(jìn)化到Dual Charge++了。

該技術(shù)的核心部分，由新的電源管理芯片SMB1380和SMB1381完成。它們具備如電池差分感知等的先進(jìn)快充特性，最高電流值可以達(dá)到6A和5A，它們之間可平分電流，讓電流值在最佳效率范圍內(nèi)（3A電流時(shí)達(dá)到效率峰值，轉(zhuǎn)化率為95%），同時(shí)讓發(fā)熱源分散，提高散熱效率，從而達(dá)到比前代低5℃的效果。

在安全方面，QC4更加“喪心病狂”。其支持面向適配器和移動(dòng)設(shè)備的眾多先進(jìn)安全特性，通過(guò)在多個(gè)層面和整個(gè)充電過(guò)程中加入保護(hù)措施，以保護(hù)電池、手機(jī)、充電線纜和適配器。

充電過(guò)程中手機(jī)、電池和電源適配器的電壓、電流和溫度都在到檢測(cè)范圍內(nèi)，有助于防過(guò)熱和短路。因?yàn)椴捎玫氖歉唠娏鞣桨?，所以QC4引入了對(duì)充電線的質(zhì)量檢測(cè)功能，需要3A/5A或以上規(guī)格的線材。

除了新加入的電池防過(guò)充和防過(guò)熱功能，QC4能在每個(gè)充電周期調(diào)節(jié)電流，配合臺(tái)階充電特性，可以有效延長(zhǎng)電池使用壽命（需要電源適配器支持）。

恒流機(jī)制在某些情況下，可能會(huì)導(dǎo)致輸出電壓的劇烈波動(dòng)，對(duì)手機(jī)內(nèi)部的Bypass路徑管理和基帶模塊的供電安全造成威脅，所以高通沒(méi)有像部分廠商那樣通過(guò)適配器完成恒流直充，依舊把控制模塊放在手機(jī)上，以提升安全性。

王的資質(zhì)：兼容性與驍龍計(jì)算平臺(tái)的支持

如果僅僅只有上面提到的速度、效率、安全性，那高通QC4或許也只能算是“又一個(gè)”快充技術(shù)而已。讓它和同代技術(shù)與眾不同的，是它的兼容性以及高通自身驍龍移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的支持。

兼容性是現(xiàn)在這一代快充的最大短板，而高通QC4引入了USB PD標(biāo)準(zhǔn)的支持，是首個(gè)打破這個(gè)僵局的快充標(biāo)準(zhǔn)。其后，在2017年農(nóng)歷新年期間，USB-FI組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新，宣布了對(duì)QC4、QC3、SCP、FCP、PE3.0、VOOC多種快充標(biāo)準(zhǔn)的支持。雖然各家的跟進(jìn)速度各有不同，但高通QC4快充本質(zhì)上成為了USB PD的一個(gè)超集，而且QC4跨越的電壓更大、充電速度更快。

QC4除了可以向下兼容自家的QC3.0/QC2.0外，也能支持USB PD標(biāo)準(zhǔn)，大大減輕了用戶和廠商后期維護(hù)、升級(jí)成本。此外，早在QC2.0時(shí)代，高通就為QC留下了A、B兩類方案，A類對(duì)應(yīng)手機(jī)等小型設(shè)備，B類則是為平板和筆記本準(zhǔn)備的，這個(gè)傳統(tǒng)一直延續(xù)到QC4。

讓高通QC4可以在移動(dòng)電源、充電器、車充等使用場(chǎng)景都能發(fā)揮作用，小至攝像機(jī)、燈泡，大至平板、筆記本和最近火熱的VR頭顯，甚至連無(wú)人機(jī)和汽車都能兼容和受益。

回到大家最關(guān)心的手機(jī)領(lǐng)域，高通在SoC平臺(tái)上的原生支持和體量?jī)?yōu)勢(shì)，是其他手機(jī)和芯片廠商，甚至是USB-IF協(xié)會(huì)都無(wú)法撼動(dòng)的。高通QC4和其他快充標(biāo)準(zhǔn)，從起點(diǎn)上就已經(jīng)不一樣了。同樣在做手機(jī)SoC的大廠，現(xiàn)在只剩下聯(lián)發(fā)科了。

但聯(lián)發(fā)科近年在中高端產(chǎn)品線連番受挫，中高端產(chǎn)品線都早已是高通驍龍移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的天下了。最新的驍龍835平臺(tái)上，本身就內(nèi)嵌了對(duì)高通QC4的支持，高效雙路充電和智能熱平衡管理這兩個(gè)重點(diǎn)功能，甚至不需要QC4充電頭就能做到了。

大一統(tǒng)的曙光

對(duì)于手機(jī)、平板、電腦、VR/AR，甚至無(wú)人機(jī)等移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，電池續(xù)航都是最基本的要求。在電池技術(shù)不太可能出現(xiàn)大幅躍進(jìn)的情況下，降低功耗和引入快充是最實(shí)際可行的解決方案。

快充最核心的改進(jìn)不是總體充電時(shí)長(zhǎng)下降，而是更快的充電速度，可以適應(yīng)用戶越來(lái)越碎片化的充電時(shí)間，出門前的10幾分鐘準(zhǔn)備時(shí)間就能充上出門所需的電量，讓用戶從“充電時(shí)長(zhǎng)”的束縛中解脫出來(lái)。

高通QC4快充作為下一個(gè)世代最快的充電技術(shù)之一，15分鐘內(nèi)將2750mAh電池充至50%電量的速度，已經(jīng)足夠讓用戶很大程度上擺脫為電量擔(dān)心的麻煩了。第三代INOV電源管理算法和雙路充電（Dual Charge）技術(shù)則通過(guò)精細(xì)化管理和雙流分擔(dān)的方式，提升充電效率和安全性。

覆蓋適配器、線材和電池的精細(xì)監(jiān)控和調(diào)節(jié)，則提供了同代快充無(wú)法比擬的安全性和電池壽命保護(hù)能力。而對(duì)前代技術(shù)和USB PD標(biāo)準(zhǔn)的兼容性，以及高通835移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的支持則變成了它封皇的基石。雖然當(dāng)下快充標(biāo)準(zhǔn)依舊混亂無(wú)比，但已經(jīng)能看到“快充大一統(tǒng)”的曙光了。