| 隨著智能手機(jī)的興起，功能逐步強(qiáng)大，配備的電池容量也逐步增大。原來(lái)USB的充電能力不能滿足現(xiàn)有的充電功率和充電時(shí)間的需求。
現(xiàn)在的智能手機(jī)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(lái)說(shuō)，對(duì)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(jī)電池都不大，這個(gè)時(shí)候USB接口默認(rèn)的5V 0.5A就可以滿足充電的需要；但是當(dāng)智能機(jī)出現(xiàn)之后，由于對(duì)性能的大幅度渴求導(dǎo)致功耗上升，0.5A已經(jīng)滿足不了需要了；于是定義了一個(gè)增強(qiáng)的USB充電識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)： BC 1.2。它將充電電流最大擴(kuò)展到5V 1.5A。
但是到了2013年左右，出現(xiàn)了3000毫安時(shí)以上的智能手機(jī)，這個(gè)時(shí)候就算是5V 1.5A也不能滿足需求了，于是再次擴(kuò)展到5V 2A。
誰(shuí)決定電流大小？
手機(jī)充電電流是手機(jī)來(lái)控制的，而不是充電器。也就是說(shuō)手機(jī)就是大壩，充電器只是水庫(kù)，手機(jī)會(huì)智能檢測(cè)充電器的負(fù)載能力，充電器功率大質(zhì)量好，手機(jī)就會(huì)允許充電器加載更高的電流；充電器設(shè)計(jì)輸出電流過小，那么手機(jī)也會(huì)限制給自己充電的電流。
這就是為什么我們要選購(gòu)大功率充電器的原因，例如一臺(tái)手機(jī)最大支持5V 1.5A的輸入，你買個(gè)5V 1A的充電器，就會(huì)導(dǎo)致手機(jī)只能以5V 1A來(lái)充電，不僅充電速度慢，而且因?yàn)槌潆娖饕恢比?fù)荷工作發(fā)熱嚴(yán)重；反之你買個(gè)5V2A的充電頭，手機(jī)會(huì)控制只輸入1.5A的電流，充電器負(fù)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(biāo)配充電器只有5V 1A。對(duì)于1800多毫安電池的iPhone6來(lái)說(shuō)其實(shí)無(wú)關(guān)緊要，但是對(duì)于接近3000毫安時(shí)電池的iPhone6 Plus來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直要了親命！
實(shí)際測(cè)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(gè)那就是節(jié)省成本。
iPhone6使用12W充電頭進(jìn)行充電電流實(shí)測(cè)電流（大于1A）
iPhone6Plus使用12W充電頭進(jìn)行充電電流實(shí)測(cè)電流（大約2A）
各種功率充電頭給iPhoneX充電時(shí)間曲線：
其實(shí)5V 2A就是高通所謂的Quick Charge 1.0技術(shù)。當(dāng)然實(shí)際上為了防止充電器滿負(fù)荷，一般手機(jī)都是限制到了5V 1.8A左右的。安卓手機(jī)5V 2A的充電技術(shù)沒有什么限制也沒有識(shí)別協(xié)議。
蘋果不僅Lighting數(shù)據(jù)線有認(rèn)證，充電器也是有認(rèn)證的，蘋果設(shè)備檢測(cè)到非原裝充電器會(huì)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(gè)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(jī)MicroUSB接口，然后手機(jī)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(gè)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(dāng)達(dá)到5V 2A之后，瓶頸就來(lái)了：電流再增加勢(shì)必造成大批Micro USB接口和數(shù)據(jù)線無(wú)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(lái)說(shuō)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(lái)Type-A接口就是我們平常用的最多的標(biāo)準(zhǔn)USB接口！也的確，Type-A接口的英文名稱就是“Standard Type-A USB”，這說(shuō)明它是標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，而其它形狀的USB接口都是它的衍生物。
對(duì)于Type-B USB接口，盡管它的出鏡率遠(yuǎn)沒有標(biāo)準(zhǔn)Type-A接口高，但想必大家對(duì)它也不會(huì)陌生，因?yàn)橹T如打印機(jī)、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(lái)說(shuō)，PC上的USB接口均為標(biāo)準(zhǔn)Type-A，而外部設(shè)備則多采用Type-B。
最后，就是全新出場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)。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(shí)代，由于傳輸速度的提升帶來(lái)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(lái)，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(wú)異，但是長(zhǎng)度明顯增長(zhǎng)了。同樣的，A型和B型也在Micro-USB3.0上出現(xiàn)了……筆者真的無(wú)法理解為什么USB協(xié)會(huì)每次都要在小型的USB接口上搞個(gè)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(dòng)硬盤了，其中絕大多數(shù)均為Type-B類型。
USB Type-B有點(diǎn)囧（這造型長(zhǎng)得就囧，到USB3.0的時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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?yàn)檎擉w積它并不比標(biāo)準(zhǔn)Type-A USB接口小多少，但是或許是設(shè)計(jì)之初并未考慮到今后的發(fā)展，導(dǎo)致了增加的針腳無(wú)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(gè)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(lái)區(qū)分
在行業(yè)內(nèi)，USB3.0接口被做成藍(lán)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(biāo)準(zhǔn)Type-A USB3.1接口的主板，其接口顏色為藍(lán)綠色，與USB3.0相區(qū)分。盡管USB協(xié)會(huì)并未對(duì)USB3.1的顏色做出規(guī)定，但是以顏色來(lái)區(qū)分也將是必然。
筆者再次重申，Type-C接口與USB3.1標(biāo)準(zhǔn)幾乎同時(shí)推出，Type-C的規(guī)范也確實(shí)是按照USB3.1所制定，因此USB3.1當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)Type-A的USB3.1接口。
除蘋果公司產(chǎn)品之外，先進(jìn)市面上幾乎所有的移動(dòng)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(lái)一段時(shí)間內(nèi)很可能會(huì)出現(xiàn)三足鼎立之勢(shì)。
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(jī)、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(jì)，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(shuō)句題外話，那就是自從蘋果采用Lightning接口后，算上購(gòu)買手機(jī)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(huì)在很快的時(shí)間壞掉，這可是Dock口時(shí)代筆者從未經(jīng)歷的事！或許Lightning接口的耐用度設(shè)計(jì)還有待完善。
Type-C/Lightning/Micro-USB-B公頭對(duì)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(dá)到了雷電接口一樣的速度。擁有超高帶寬的同時(shí)它還支持高達(dá)100W的強(qiáng)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(qiáng)力的性能，在未來(lái)我們完全可以有理由相信Type-C會(huì)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(huì)與別人不一樣，無(wú)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(shuō)給了大家以期盼：在未來(lái)蘋果產(chǎn)品是否會(huì)統(tǒng)一采用Type-C呢？畢竟Type-C接口是通用標(biāo)準(zhǔn)，這樣以后我們?cè)僖膊挥门鋫浜芏喔鶖?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(shí)代接口（圖片援引Intel IDF官方資料）
Type-C是革命性的出現(xiàn)，什么這么說(shuō)？在前文當(dāng)筆者放出那張USB接口全家福的時(shí)候，大家是否都會(huì)感覺太亂了呢？沒錯(cuò)，主設(shè)備接口、從設(shè)備接口以及移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(diǎn)數(shù)量數(shù)倍于Micro USB接口，這就使得它能承受的電流強(qiáng)度大大增加；同時(shí)Type C加入了互相識(shí)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(shuō)USBType C天然支持快充，同樣的電流下USB Type C損失也會(huì)更小，而且可以支持雙向充電。
所以說(shuō)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(jiǎn)直。。。。。；目測(cè)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(shuō)完USB接口歷史，我們?cè)倩貋?lái)看USB的充電：
我們可以簡(jiǎn)單計(jì)算一下，小米4/NOTE，輸入限流9V 1.2A，實(shí)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(shuō)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(duì)于真正實(shí)現(xiàn)了快速充電的，比如三星S6/EDGE來(lái)說(shuō)，低電量時(shí)的峰值充電速度可以達(dá)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(shí)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(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
OPPO R7s快速充電測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
Lumia 950 XL快速充電測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
Moto X Style快速充電測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
華為Mate 8快速充電測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
三星Galaxy S6 edge+快速充電測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)折線圖
將六款手機(jī)的數(shù)據(jù)綜合到同一個(gè)折線圖進(jìn)行對(duì)比，可見華為Mate 8的充電耗時(shí)最長(zhǎng)、平均充電速率最低排名，以136分鐘的總充電時(shí)長(zhǎng)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(shí)長(zhǎng)排在六者的倒數(shù)第二。不過兩者為這兩款手機(jī)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(jī)充電時(shí)的電流并不是一直不變的，當(dāng)你的手機(jī)處于低電量的時(shí)候，手機(jī)會(huì)要求充電器全速工作補(bǔ)電，這就是所謂的峰值。在這個(gè)時(shí)候充電器和手機(jī)的降壓電路火力全開，充電速度非�？欤菗p耗和發(fā)熱也很大。
一般沖到60%~80%的時(shí)候，根據(jù)各個(gè)廠家設(shè)定的不同，手機(jī)會(huì)給充電器發(fā)送信號(hào)降低電流，以達(dá)到保護(hù)電池、降低損耗、減少發(fā)熱等目的；在后面這個(gè)階段，充電的功率是大幅度降低的，也就是我們常說(shuō)的涓流補(bǔ)電。
再說(shuō)一次，充電電流控制在手機(jī)手里，跟充電器沒有一毛錢的關(guān)系，充電器只能被動(dòng)的適應(yīng)手機(jī)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(jī)的說(shuō)法；
當(dāng)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(jī)肯定會(huì)出事，當(dāng)然廠家也不會(huì)那么傻。
不然高通怎么會(huì)大發(fā)善心推動(dòng)大家一起進(jìn)步呢？Quick Charge 2.0是有所謂的識(shí)別受電測(cè)能夠接受電壓值的過程，識(shí)別不出來(lái)就滾回5V慢慢充電吧。
而且高通對(duì)硬件的控制非常強(qiáng)，支持Quick Charge 2.0的產(chǎn)品需要通過認(rèn)證；高通授權(quán)給了UL實(shí)驗(yàn)室來(lái)做（MTK快充認(rèn)證也是），QC2.0認(rèn)證費(fèi)1500美金，約合1萬(wàn)人民幣每款，認(rèn)證周期2-6周。同時(shí)還會(huì)威逼利誘廠家使用高通的SMB芯片來(lái)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(shí)別協(xié)議。比如MTK的那個(gè)PUMP EXPRESS PLUS啊，華為在榮耀7上自己搞的識(shí)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(jī)互相識(shí)別，在電流最高2A的情況下提高充電器到手機(jī)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(jī)的快速充電，其實(shí)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(shuō)三星從NOTE 4開始也是有自己的識(shí)別協(xié)議的，先檢測(cè)自己的再檢測(cè)Quick Charge2.0，所以對(duì)三星手機(jī)來(lái)說(shuō)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(jī)實(shí)現(xiàn)9V快充。這是因?yàn)槌潆娖鞯腝C認(rèn)證高通管的不是很嚴(yán)，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(jī)進(jìn)行通訊，一開始會(huì)使用5v電壓正常充電；若手機(jī)支持快速充電協(xié)議，則手機(jī)會(huì)與充電器進(jìn)行短暫的通信；充電器收到正確的信號(hào)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(lái)識(shí)別，識(shí)別正確才會(huì)上9V；而且魅族等實(shí)用的MTK PEP技術(shù)則是通過電流波動(dòng)進(jìn)行識(shí)別。
相對(duì)來(lái)說(shuō)MTK的技術(shù)對(duì)線材的要求會(huì)降低，因?yàn)镼C 2.0的識(shí)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(wú)壓力，因?yàn)槭请娏鞑▌?dòng)來(lái)識(shí)別的，只要你這根線能通電我就能識(shí)別出來(lái)。
而至于后來(lái)出現(xiàn)的Quick Charge 3.0，則是在Quick Charge 2.0的基礎(chǔ)上增強(qiáng)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(shí)總功率和實(shí)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(jī)的最高標(biāo)準(zhǔn)都弄到了12V（注意12V是手機(jī)，20V是給平板、筆記本準(zhǔn)備的）
QC1.0：電壓電流提升到5V2A，充電時(shí)間縮短40%
時(shí)代繼續(xù)前進(jìn)，大屏智能手機(jī)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(yàn)的法寶之一，于是QC2.0誕生了。
QC2.0：相比起舊有標(biāo)準(zhǔn)，QC2.0劃時(shí)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(shí)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(gè)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(diǎn)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(dú)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(jìn)一步細(xì)分電壓檔，采用獨(dú)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(lái)的MicroUSB接口，最大電流也提升到了3A，因?yàn)殡妷焊退孕侍嵘罡哌_(dá)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(dú)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U(xiǎn)SB 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(xì)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(shí)別協(xié)議上，這就是科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中遇到資本主義的無(wú)奈。
當(dāng)然并不是沒有大一統(tǒng)的識(shí)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(jí)規(guī)格。PD技術(shù)不僅充電功率強(qiáng)悍，更牛的是可以實(shí)現(xiàn)雙向充電，也就是說(shuō)兩臺(tái)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(hào)來(lái)請(qǐng)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?yàn)楦咄≦C2.0是利用D+和D-上的不同的直流電壓來(lái)請(qǐng)求充電器動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓和電流實(shí)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(hào)并耦合到VBUS上或者從VBUS上獲得FSK信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)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(duì)Power Supply或者USB Host的VBUS直流電壓產(chǎn)生影響，在回路中同時(shí)添加了zIsolation電感組成的低通濾波器過濾掉FSK信號(hào)。
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(jī)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(cè)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(shuō)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(cè)并且啟動(dòng)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(hào)，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(duì)；
3)手機(jī)根據(jù)用戶的配置從CapabilitiesSource消息中選擇一個(gè)電壓和電流對(duì)，并將電壓和電流對(duì)加在Request消息的payload上，然后策略管理器將FSK信號(hào)耦合到VBUS直流電平上；
4) 充電器解碼FSK信號(hào)并發(fā)出Accept消息給手機(jī)，同時(shí)調(diào)整Power Supply的直流電壓和電流輸出；
5) 手機(jī)收到Accept消息，調(diào)整Charger IC的充電電壓和電流；
6) 手機(jī)在充電過程中可以動(dòng)態(tài)發(fā)送Request消息來(lái)請(qǐng)求充電器改變輸出電壓和電流，從而實(shí)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(gè)或者多個(gè)設(shè)備，甚至是一個(gè)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(jí)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(gè)充電設(shè)備和一個(gè)被充電設(shè)備
PD 解決的是一個(gè)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(fèi)類電子帶來(lái)了形式多樣接口應(yīng)用，還承載著未來(lái)消費(fèi)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(yán)重浪費(fèi)社會(huì)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?yàn)殡娏鞒^2A硬件就受不了；于是OPPO想了個(gè)簡(jiǎn)單粗暴的辦法：從頭到尾改造硬件！
VOOC閃充我們可以簡(jiǎn)單的看作充電器直連電池，使用特制加強(qiáng)的充電器、數(shù)據(jù)線、電池，去除Micro USB端口帶來(lái)的限制；同時(shí)電池進(jìn)行多模塊分組同時(shí)充電（不確定是不是并聯(lián)）。這樣一來(lái)，不用擔(dān)心硬件吃不消；在大家充電功率還在10W左右徘徊的時(shí)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(shí)因?yàn)檎w設(shè)計(jì)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(qiáng)的同時(shí)發(fā)熱卻能做到優(yōu)秀的控制，不得不說(shuō)是一種極為成功的快充設(shè)計(jì)。
VOOC閃充有很多的閃光點(diǎn)，其技術(shù)指導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)，小投入大產(chǎn)出的思路確實(shí)不同。結(jié)果就是OPPO FIND 7獨(dú)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(diǎn)，首先就是充電器的個(gè)頭，F(xiàn)IND 7的閃充充電器個(gè)頭無(wú)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(jìn)，充電器體積大為縮小.
其次，因?yàn)槿坎捎肙PPO自己的設(shè)計(jì)方案，VOOC閃充只能在OPPO高端機(jī)型上使用，通用性幾乎為0；給其他手機(jī)只能最高5V 2A，當(dāng)然出于商品競(jìng)爭(zhēng)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(dǎo)致整機(jī)售價(jià)也收到了影響，而且據(jù)說(shuō)電池也是犧牲了壽命獲取對(duì)高電流的耐受性。
這里我們來(lái)解釋一個(gè)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(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(shí)，由于電場(chǎng)作用使小車全部開到負(fù)極儲(chǔ)存下一定的能量（鋰離子嵌入到負(fù)極的石墨碳層微孔）；在放電時(shí)，這些帶著電荷的鋰離子小車由于發(fā)生化學(xué)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(gè)過程中形成電流供電。
想狀態(tài)下，只要正負(fù)極材料的化學(xué)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(zhǎng)時(shí)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(fù)極，不能造成鋰離子的沉積。
但是在電流增大時(shí)，電極負(fù)極（石墨）表面的一層半透膜（SEI膜）會(huì)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(huì)讓電池內(nèi)部發(fā)生副反應(yīng)破壞電池上的化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致可逆性降低（就是鋰離子小車沒法來(lái)回開了）電池容量也就會(huì)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(lái)越不經(jīng)得起用了。
以大疆無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)的鋰電池壽命只有200個(gè)循環(huán)。電池壽命的衰減顯而易見。
上圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為鋰電池電壓。由于鋰電池的特殊性，過壓或者欠壓都會(huì)導(dǎo)致電池報(bào)廢，所以現(xiàn)在的鋰電池充放電保護(hù)電路原理就是測(cè)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(gè)階段，分別是恒流預(yù)充電、大電流恒流充電與恒壓充電。
當(dāng)電壓低于3.0V時(shí)，充電器會(huì)采用100mA電流對(duì)鋰電池進(jìn)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(hù)措施來(lái)的。合格的充電器都會(huì)有這個(gè)充電階段。
然后與問題有關(guān)的就來(lái)了。當(dāng)鋰電池電壓高于3.0V時(shí)，就進(jìn)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(yán)謹(jǐn)）。所以在第二階段，充電電流就可以適當(dāng)提高，根據(jù)不同的電池來(lái)說(shuō)，這個(gè)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(gè)充電階段中，國(guó)家建議的標(biāo)準(zhǔn)充電是用0.1C電流進(jìn)行充電的，這個(gè)就是標(biāo)準(zhǔn)充電。不過標(biāo)準(zhǔn)充電這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)由于提出的時(shí)間很早，十幾年前的就提出來(lái)。那時(shí)候因?yàn)殇囯姵丶夹g(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如現(xiàn)在穩(wěn)定（不允許大電流充電），所以才會(huì)有這樣一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)~~~采用標(biāo)準(zhǔn)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�。蝗秉c(diǎn)就是費(fèi)時(shí)間！
而快速充電，就是指在這個(gè)階段用大于0.1C的電流進(jìn)行充電。如果鋰電池容量為2600mAh，那么標(biāo)準(zhǔn)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(lái)說(shuō)，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(xiǎn)。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(lái)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(gè)階段為恒壓充電階段，這個(gè)階段就是檢測(cè)到鋰電池電壓等于4.2V時(shí)，充電器則進(jìn)入恒壓充電模式，這個(gè)階段充電電壓恒定為4.2V，充電電流則越來(lái)越�。錆M了，電流肯定變小~）。當(dāng)充電電流小于100mA時(shí)，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(jī)指示充滿電后，拔出USB線再插進(jìn)去，手機(jī)又顯示繼續(xù)充電。
另外，需要說(shuō)一下的是：以上的充電是針對(duì)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(hù)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(gè)或者8個(gè)串并聯(lián)組成；鋰電池類型的則由若干個(gè)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(gè)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(shuō)，百度一下就可以了。我只能說(shuō)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(gè)導(dǎo)致了電池組的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如單個(gè)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(bào)廢了~~~同時(shí)也解釋了當(dāng)前電動(dòng)汽車發(fā)展的困境就是電池成組技術(shù)的限制。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)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(duì)于單個(gè)鋰電池來(lái)說(shuō)，對(duì)壽命與穩(wěn)定性等的影響非常��；但是如果對(duì)于電瓶車電池組來(lái)說(shuō)的話，快充就是用時(shí)間換取電池壽命的一種行為。
最后要說(shuō)的是：使用標(biāo)配充電器對(duì)電瓶車充電沒問題；但是對(duì)于那些打著10分鐘充滿電的充電站來(lái)說(shuō)，就要注意了，使用這些充電站絕對(duì)大大影響電池壽命。
另外，對(duì)于電池組來(lái)說(shuō)，電池均衡意義更重要�？斐鋵�(duì)電池組的壽命有影響正是因?yàn)殡姵亟M均衡問題沒有解決。
在安全性上，因?yàn)榭斐涠加小拔帐謪f(xié)議”，會(huì)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(gè)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(jī)電量耗光之后電壓降低，當(dāng)?shù)陀谝欢〝?shù)值時(shí)充電器會(huì)使用比較低的電流對(duì)鋰電池進(jìn)行預(yù)充電。經(jīng)過一段時(shí)間，鋰電池電壓高于預(yù)定數(shù)值后，就進(jìn)入第二個(gè)階段大電流恒流充電，此時(shí)適當(dāng)加大電流可以加快充電速度。 |
