半导体厂商PK，充电5分钟通话2小时是真的还是噱头？

　　什么是快充技术？

　　2015年下半年，很多机型都配备了快速充电技术。一般来说，充电功率超过10W（也就是5V 2A）才能称之为快速充电。

　　手机充电进化

　　一开始手机电池都不大，这个时候USB接口默认的5V 0.5A就可以满足充电的需要；但是当智能机出现之后，由于对性能的大幅度渴求导致功耗上升，0.5A已经满足不了需要了；于是定义了一个增强的USB充电识别标准： BC 1.2。它将充电电流最大扩展到5V 1.5A。

　　但是到了2013年左右，出现了3000毫安时以上的智能手机，这个时候就算是5V 1.5A也不能满足需求了，于是再次扩展到5V 2A。

　　决定未来快充技术发展的决定性因素有两个：一是标准之争。利用高压充电增大充电传输功率已经是行业共识，无论哪个标准都将引入高压充电概念。二是锂电池材料技术发展的瓶颈。在保障能量密度的情况下，提高锂电池对于快速充电的容受能力是技术发展的关键。

 

　　快充方案优劣势对比

　　其他快充技术

　　苹果公司在快充技术上也推出了自家的解决方案，采用提高电压的方法，实现Apple 20V快充技术。未来iOS或将配备输出6V到20V的充电器，打破现在5V的充电器限制。iPhone可以使用最高20V的充电器来充电。有传言，在即将上市的iPhone6s中，可能会搭载此项技术。果粉们可以期待一下。

 

　　半导体厂商方案全集

　　联发科

　　处理器代表型号：MT6795/MT6735/MT6753/MT6752/MT6732

　　Pump Express 3.0完全兼容此前的1.0和2.0，和前两代的高压充电相比，3.0采用了低压直充方式，再加上支持双向USB通信，能达到超过96%以上的极高效率。将手机电池从0充至70%仅需20分钟，是传统充电速度的5倍，是目前市场上竞争方案的2倍。相对于2.0，Pump Express 3.0的功耗降低达50%。

　　高通

　　高通也推出了第三代QC 3.0快充技术，和QC 2.0相比，进一步提高了总体效率，减少了手机的发热。据悉，高通能为客户提供4个档位的主芯片，以满足不同客户对于充电速度、充电线路等的个性化要求。高通方面表示，快速充电涉及的产业链环节非常多，跟适配器、电池等都有关系，而所有的环节都有可能成为充电体验的瓶颈，所以高通致力于和所有的合作伙伴共同推动快充产业发展。

　　NXP

　　恩智浦半导体大中华区产品市场经理陈筠仪介绍了恩智浦ACDC快充解决方案。充电时，变压器的温度会升高。而电压和温度的关系可以理解为一个跷跷板，提高效率，就可以降低温度。NXP正是用这种理念来推动快充效率不断提升，推动产业不断进步。目前，NXP已经可以实现90%以上的效率，来帮助客户满足美国、欧盟等市场的严苛要求。

　　硅谷数模

　　硅谷数模USB PD标准及Analogix USB PD解决方案尺寸小只是USB Type-C众多特性之一，市场上对USB Type-C更多的需求集中在可以正反插、进行高速的数据传输、电力充电以及视频数据传输，所以它具备多合一的功能。配备Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流，同时还支持超出现有USB供电能力的USB PD，可以提供最大100W 的电力。

　　快充主流企业和型号

　　德州仪器

　　型号：BQ24157/158

　　描述：一款针对广泛便携式应用中所用单节锂离子和锂聚合物电池的紧凑、灵活、高效、支持 USB 开关模式充电管理的器件。可通过一个 I2C 接口对充电参数进行编程。 IC 将同步 PWM 控制器、功率 MOSFET、输入电流感应、高准确度电流和电压调节以及充电终止功能集成到小型 WCSP 封装中。

　　仙童

　　型号：FAN5405/FAN54015

　　描述：结合高度集成的开关模式充电器在最大程度上缩短USB电源的单体锂离子充电时间，结合升压调节器通过电池给USB外设供电。通过操作速度高达3.4Mbps的I2C接口，可对充电参数和工作模式进行编程。充电器电路和升压调节器电路切换到3MHz在最大程度上降低外部无源器件的大小。

　　电路图

　　汉能

　　型号：HE41201

　　描述：充电同时，电池可以同时使用。不用担心电池耗尽时充电开不机，该芯片最大输出电流可达到500M，电流可达到2A，转换率达到93%。

　　电路图

　　钲铭科

　　型号：LNK306D

　　描述：采用双芯片设计，高压开关管采用双极型晶体管设计，以降低产品成本；控制电路采用大规模MOS数字电路设计，并采用E极驱动方式驱动双极型晶体芯片，以提高高压开关管的安全耐压值。内建自供电电路，不需要外部给芯片提供电源，有效的降低外部元件的数量及成本。

　　电路图

　　希荻微电子

　　型号：HL7005

　　描述：紧凑、灵活、高效、兼容USB的开关式充电管理芯片，芯片集成一个同步PWM控制器，功率MOSFET，输入电流检测，高精度的电流/电压调节和充电截止等功能，采用WLCSP封装。目前该芯片已经得到相关平台的原始参考设计用料认证，已经在多家手机和平板厂商端量产出货。

　　电路图

　　快充实测对比

　　以充电百分比表示的充电速率图（图片来自GSMArena）

　　以充电量表示的充电速率图（图片来自GSMArena）

 

　　快充是否会影响使用寿命？

　　快充是否会影响电池使用寿命呢电？其实电池快充技术对于电池寿命的影响的说法最早从消费电子时就存在了，不过这一说法真正的被外界担忧，还是出现在电动车刚兴起的时候，当时充电桩和充电站还非常稀缺。

　　所以为了保证充电速度，一部分充电站使用了直流电，能够让电动车在短时间内充满尽可能多的电量。所以，问题便自然而然的出现了，因为在技术不成熟的情况下，用直流电频繁的快充，势必令电池的寿命缩短。

　　不过，美国能源部SLAC国家加速实验室中，一支由来自于斯坦福大学和斯坦福材料与能源科学研究所的研究团队最新研究发现，这种说法很可能是错误的。快速充电或者快速放电，对于电池本身是有影响的，但或许并没有大家之前所设想得那么严重，而慢充，对于电池的益处也并没有那么大。

　　我们都知道，电池的充放电过程，就是阴极与阳极释放和吸收离子的过程。而这这个过程中，电池电极的变化是决定电池寿命的因素之一。但是直到这项研究之前，电极在充放电过程中的变化一直并没有被充分地理解和认知。

　　在电池充放电的时候，电池的阴极与阳极会随着离子的释放和吸收而缩小和膨胀，这也是电池电极会受到损耗和损伤的主要原因之一。在研究时，科学家们选择了磷酸铁锂电池作为观察对象。在观察中发现，如果材料中的大多数或者所有的离子都参与到充放电过程中，那么这些离子被释放和吸收的速度就会放缓，也会更加统一。

　　所以，对于快充对于电池的影响，我们还是要辩证的看，对于不支持快充的手机来说，如果采用大电流或者大电压的充电器，设备无法承受如此高的电流电压，电池自然会出问题，不过只要你使用的是原装配套的充电器或者是其认证的配件，就不必担心。

　　或者直接充电脑的USB接口上充电，任何设备几乎都不会有问题。这也是此前很多专家建议大家用原装充电器的原因。

　　每款设备在出厂前，都会有一系列的监测机制，对于电流电压的承受力，也都会有一个标准，只要不超过这个标准，就不会有太大的影响。我们前面也提到，电压、电流和电阻都是相互联系的，电压越高，电流会更高效，不过高电压也会更危险，所以就需要一个智能的电压控制器来监控电压并依此调节送入设备的电压和电流，而大部分充电器以及手机都是拥有这一功能的。

　　至于快充，在我们分析过其原理后，更能够确认其保护机制，比如高通以及联发科的解决方案，即便自动分档的每个档位断档较大，那么对于电池的影响也是极其有限的。

 

　　快充的安全性到底有没有保障？

　　那么快充的安全性到底有保障吗？这个可以举个简单的例子，比较利于理解，可以想象电池是一个水球，那么在水球小的时候，我们可以很随意的快速加水，不过当水量达到一定的程度，水球承受能力快达到临界值，如果继续快速加水，很可能把它水球弄爆炸。

　　所以为了保证水球不爆炸，最后阶段就要减小水量，控制得当，就可以在水球不爆炸的情况下把水球灌满。

　　而结合快充，我们看到不管是哪种快充协议，都是前期爆发式充电，将效率最大化，而到了90%的电量后，则进入涓流充电，充电器与设备里的芯片协同工作，以控制进入电池的电流，达到充电5分钟，通话几小时的快充效果。

　　正是因为有了这样的协同工作，所以根据手机的情况，控制好电流，在安全性上就不会出现太大的问题。当然，这一切都需要手机与充电器相匹配才行，如果采用早期不支持自动调档的快充充电器，为不支持快充的手机充电，还是可能出现安全性的问题，所以在匹配充电器的时候，大家还是多费心研究一下比较好。
 

　　结束语：未来，当电子产品没电了，只要插上电源，完全不需要长时间的等待，充满电就是分分钟的事儿。这样的充电速度，真是一种享受啊。那么，小伙伴们用的手机能够实现快充吗？你的手机充电需要多久？欢迎留言吐槽！