都叫「快充」有何不同？一篇文章带你了解常见快充协议

都叫「快充」有何不同？一篇文章带你了解常见快充协议

OPPO、iQOO、小米等厂商超100W的手机快充解决方案即将商用。 随后，高通也正式发布了号称能够达到100W+的QC5协议。 越来越多的关于充电协议的参数和术语出现在我们面前。

许多智能手机、笔记本电脑等使用的PD快充协议是否被视为通用“底层标准”？ 100W私有解决方案中经常提到的“PPS”是什么？ 未来不同标准的充电设备之间可以实现怎样的通用性？

在这篇文章中，我们将尝试回答这些经常让您困惑的问题。

制造商和充电协议

看来，到了智能手机时代，电池寿命已经大大缩短，但锂电池技术仍处于瓶颈。 每家公司都找到了一条救国之道：快速充电。

即使你的手机支持快充，如果没有匹配的充电头，插上电源后实际生效的充电协议很可能会落到USB BC 1.2。 根据该协议，最大充电功率为7.5W。 虽然比众所周知的“五福一安全”更快，但仍难以满足人们当前的快充需求。

但我们依然可以将这个功率视为快充的起跑线。

USB充电协议范围。

中学物理知识告诉我们，功率等于电压乘以电流。 于是，从这条起跑线开始，各家手机厂商、芯片厂商开始围绕电压和电流两大功率因数探索“如何让充电更快”的问题。

因此初步的实施方案可以分为两条路线：高电压、低电流方案和低电压、大电流方案。

由于目前Micro USB接口的限制，现在前者更受欢迎。 例如高通QC协议和联发科PE协议通过提高电压实现更高的充电功率； 而后者——低电压大电流的代表，则是当时深入人心的VOOC闪充。 OPPO通过在线材部分增加Micro USB接口触针并使用专用充电器实现了大电流快充。

OPPO专门设计的充电线连接器.来源

这两种选择都有各自的缺点。

前者电压较高，需要在手机端进行改造，将电压降低到适合手机电池“消耗”的范围。 这个过程中损失的能量会以热能的形式散发出去，导致手机在快充时发热。 关于发热，如果你看过这篇关于电池寿命的文章，你就会知道高温不仅会影响手机充电时的手感，还会对锂电池的寿命造成比较大的损耗。 为了避免这个问题，高通早年的QC快充甚至推出了手机屏幕亮起时停止快充的设计。

低电压、高电流解决方案的主要缺点是定制成本较高。 从手机内部的相关部件到充电线、充电器，一切都需要根据实际情况进行定制和调整。 以电线为例。 普通通用充电线只能承载3A电流。 要实现5A大电流快充，必须对充电线进行改造。 例如，USB-C 转 USB-C 电线必须承载超过 3A 的电流。 您必须安装 e-Mark 芯片。

结合传统快充方案的优缺点，最理想的方案自然就变成了高电压大电流。 近期国内厂商推出的百瓦级快充也不少采用了这一方案。 要实现高电压大电流快速充电，需要大量的技术研究：

高压方案对手机进行电压转换操作，效率低且发热严重。 这部分工作只能交给更专业的充电器，变成某种“直充”模式； 为了“消化”过高的电压，手机可能需要配备电荷泵1进行分压，或者将两节电池串联起来以分散电压的双节电池； 为了让手机电池能够承受更高的电流，需要使用C数更高的手机电池（C数越高，电池可以充放电的能力就越高）电流，比如6C电池， 3C电池）； 就充电协议而言，毕竟是几种不同类型设备的协同工作，自然需要一套标准化且经过认证的充电协议支持。

前三者的硬件方面自然是留给厂家的，消费者买就好了； 在充电协议方面，仍然存在混乱的旧局面和统一的趋势。 是时候重新引入当前主流的公/私快充协议了。

公共充电协议

所谓公共协议更多是指芯片厂商甚至USB联盟的解决方案，可以与多家手机厂商使用或兼容。 另一方面，私有协议具有排他性，一般只能由某个手机制造商的产品使用。

目前市场上的公共快充协议主要有以下几种：

USB PD：USB官方标准

得益于市场上主流智能设备对PD协议的兼容，USB PD已经成为目前最通用的公共协议之一：市场上大部分设备都采用Type-C接口，包括快充协议。

也就是说，如果你每天用它作为主电脑，同时还有一台备用游戏机，而且还需要使用笔记本电脑进行工作，理论上这些设备都可以使用同一个支持PD协议的电源来握手。正常并实现快速充电。

这种真正的“跨平台”体验，让我们可以带上支持PD的61W电源，解决我们暂时出城时手中大部分设备的快充需求。

这种普遍普及的背后，离不开像USB-IF这样的权威组织以及各巨头的支持。

首先，USB-PD协议的全称是USB Power。 该协议标准由USB-IF标准化组织更新发布。 包括苹果、高通等厂商都是其成员组织，同时还设有不同的标准认证委员会； 同时，USB-IF每年也会召开会议，为支持PD协议的供应商设备提供认证，以确保其兼容性。

因此，USB-PD的发展更像是USB-IF公司吸收了一些头部厂商的研发经验后共同制定通用标准的过程。 它也成为了苹果公司唯一指定的快充协议，后者甚至将其列为设备兼容性认证的强制要求之一。

延伸阅读：必须兼容PD快充，设定这些新标准

最新的USB-PD 3.0规范目前最高支持100W充电功率（例如Pro 16"的充电功率为96W）。具体标准分为10W、18W、36W、60W和100W五种；对应的预计电压有5V、12V、20V，最大支持电流有1.5A、2A、3A、5A等不同“级别”，满足从笔记本到手机实际充电输出功率的不同需求。针对老PD协议的要求，具有良好的兼容性。

你所看到的典型PD充电器

虽然PD协议目前相当流行，但这并不意味着它是目前最快、转换损耗最低的充电协议。 事实上，PD研发的进展和制定的标准已经不再代表行业的最高水平。 厂商在兼容PD协议的同时，仍然可以在此基础上开发出相对独立但更高效的充电解决方案——这就是下面提到的PPS的诞生。

PPS可编程电源

PPS是2017年USB-IF标准化组织的USB PD 3.0标准中可编程电源（Power）协议的缩写。PPS作为附加的补充协议，带来了更多快充的新玩法。 首先，与它的高压快充前辈PD 2.0和PD 3.0（不带PPS）相比，PPS支持我们上面提到的高效“直充”方式。

支持PPS的前提是支持PD 3.0，但支持PD 3.0并不意味着支持PPS。 除非本文另有说明，PD 3.0 指的是不支持 PPS 的 PD 3.0 协议。

另一方面，随着USB-IF标准化组织的背书以及成员高通的支持，越来越多的厂商开始将目光转向PPS协议，让不久的将来的100瓦快充有了统一的味道。

那么，可编程电源（PPS）想要如何改变快充呢？

PPS标准的优点在于，它可以让充电器“理解”手机的充电需求，并动态调整电压。 每10秒与手机交换一次数据。 在3~21V电压范围内，可以以0.02V为单位进行。 精细的电压调节。

让充电器而不是手机来微调电压，这样充电时很大一部分热源就会从手机转移到充电器上，充电器可以更好更精准地微调电压。电压（0.02V）。 提高效率并减少能源浪费。

PPS可以根据设备的充电状态更智能地调节充电电压/电流

看到这里，相信您也能了解到PPS的优点：通过更智能地调节电压/电流，降低充电过程中的转换损耗。 由于PPS使充电更加高效，并且能够有效解决充电发热问题，自然成为当前主流快充技术的发展方向之一。

三星Note 10通过PPS方案实现45W快充

然而，PPS 仍处于发展的早期阶段。 目前，只有三星、小米等少数手机厂商推出了支持PPS的手机。 此外，许多计划采用PPS解决方案实现100瓦快充的智能手机尚未推出。 市面上大部分笔记本电脑都不支持PPS，因此目前推出的PPS快充源主要是兼容的：在支持PPS的同时，还兼容QC/PD等其他公/私快充方案。

比如OPPO最近推出的125W超级闪充，虽然以PPS为主方案，但依然兼容很多主流协议高通QC

随着USB-C接口的普及，Micro USB接口的低电流天花板已经不复存在。 因此，QC协议作为高通自家的快充协议，在USB-IF开发者大会试图“规范”但失败后，逐渐开始向基于USB-PD标准的快充协议过渡。

最近发布的QC5协议基于PPS，实现了高达20V的电压输出和100W+的充电功率，同时解决了过去快充带来的严重发热问题。

这种“改进标准”的好处是，任何通用的USB-PD和PPS协议电源都可以为支持QC5协议的设备快速充电； 它还让高通最新的QC5支持多电芯串联连接的新功能，同时平滑向下兼容更多支持旧版本QC协议的设备。

相关阅读：看懂高通的图流程：QC5将这样改变你的快充体验

目前，100W级快充已经/即将被多家厂商采用PPS或私有解决方案实现商用。 高通的优势在于可以充分利用上游芯片供应商巨头的地位和整合优势：毕竟高通是为各个手机厂商销售的。 手机SoC本身也是一种“自助服务”，包括5G基带和工作频率的不同选择。 它实际上是在为手机厂商提供一整套的解决方案。

这样一来，随着QC5协议随着骁龙芯片的普及，以及未来双电芯技术的日益成熟，未来很多中端手机都将具备40W到60W快充的资格，而这些计划购买搭载全新芯片手机的消费者也可能是QC5的“潜在用户”。

从高通介绍QC5的文章中可以看出，骁龙865和骁龙865 Plus移动平台都已经支持QC5协议。 这也与下半年手机厂商年中产品线更新节奏不谋而合。 小米硬件研发总经理张雷宣布，将推出2款支持QC5协议的设备。 预计今年第三季度我们将看到支持QC5充电协议的设备。 新的手机产品纷纷推出。

联发科技PE

作为SOC供应商，联发科其实已经推出了自己的快充协议——Pump，简称PE。

早期的PE协议是典型的高电压、低电流方案。 从PE 3/4开始，逐渐改为低压直充。 同时，PE实际上是最早推出低压直充解决方案的快充协议之一。

联发科PE协议的特点是让电源根据充电电流输出来确定初始电压，并通过手机中的PMIC控制器发送脉冲指令反馈给电源，从而调整实际充电输出电压。 原则上，它与 QC 协议有一些共同点。 在。

由于联发科早期在索尼、魅族等品牌机型上广泛使用，我们在一些旗舰手机上也能看到PE协议快充技术。 魅族直到16S才支持基于PE协议的改进。 私有快充协议。 不过，总体来说，虽然PE在千元价位段仍然具有实用的使用空间，但使用这种快充协议的设备也越来越少也是事实。 不仅支持PE协议的第三方充电设备越来越少，而且联发科最新的天玑系列移动平台也不再以PE协议作为主要卖点。

私有充电协议

与公共协议不同，私有协议一般由厂商独立开发。 对于消费者来说最大的区别在于，自己的充电设备在连接到自己的设备时可以提供最大功率，而第三方充电设备只能提供快速兼容。 正在充电或者根本不支持快充。

就拿市面上最常见的私有协议来说，比如OPPO的VOOC、vivo的、华为早期的高压快充FCP，以及后来的直充SCP、三星早期采用了自己的高压AFC协议……可以说在追求更快充电速度的路上，几乎所有企业都给予用户对自家设备足够的爱护。

OPPO：VOOC系列快充

从“充电五分钟通话两小时”到“充电五分钟开机两小时”，这都是VOOC快充给人的印象。

提到开头的第一条广告语，相信很多人都已经想到了OPPO发布的这则几乎家喻户晓的广告片。 第二个口号也是去年发布主打游戏的Reno Ace时提出的。 它搭载65W超级闪充，希望能吸引一波游戏玩家圈子的潜在用户。

今年7月15日，OPPO推出了125W超级闪充解决方案，采用了前面提到的PPS方案（兼容VOOC系列、PD、QC协议）。 虽然发售时间尚未公布，但我们已经隐隐约约听到了消息。 我看到一直领先的OPPO再次走在了大多数人的前面。

如果您对OPPO手机不熟悉，下表可以帮助您了解VOOC闪充技术的大致发展历史：

与高电压/小电流的方案不同，VOOC系统一直采用低电压、大电流的快充方案。 因此，VOOC的核心点是让电流以较低的电压（5V或更低）从充电器端直接输入到手机的电池中，无需手机内部进行高低压转换（手机内置的锂离子电池电压一般为4.2~4.4V）工艺，从而提高效率，减少发热； 此外，VOOC往往配备实时监测温度的传感器，这在安全性方面也更具优势。

使用过OPPO手机的用户应该知道，VOOC充电器一般充电头较大，电线较粗。 根据以上原理这就不难理解了——它需要降低电压的同时还要承受更大的电流，而充电头的大小和线的粗细应该是最直观的承载方式。 同时，充电时手机也几乎不会发烫。 即使亮屏使用手机，充电电量也不会减少。 这种早期体验对于消费者来说绝对是首屈一指的。 不仅可以实现快充，还可以边充电边充电。 侧面使用。

另外，在VOOC协议的发展过程中，“电荷泵”也是一个反复出现的术语。

电荷泵技术实际上是一种DC-DC（直流电到直流电）转换器，利用电容器作为能量存储单元进行电压转换。 其转换效率可从普通充电IC芯片的89%提高到98%左右。 同时，它还可以同时使用电压减半和电流加倍的功能，转换效率如此之高，转化为热能的部分明显减少，甚至感觉比18W还要“凉爽”收费。

了解了电荷泵技术的基本作用之后，我们理解OPPO的125W超级闪充就容易多了。 充电器输出的20V 6.25A电力经过三个并联电荷泵降压后转换为10V 12.5A进入电池。 每个电荷泵只需转换20V 2.1A约42W的功率。 此外，超高电流输入还需要对电芯进行特殊定制。 它由两节充放电倍率为6C的电芯组成“多极双6C电芯”。 每个电池中的每个电芯都有正负极，降低了阻抗，支持高达12.5A的电流输入，降低了高电压。 发烧。

最让我惊喜的是最新发布会上发布的50W超闪饼干充电器。 大小只有新鲜的蛤蜊那么小。 氮化镓高频开关的引入降低了变压器的单体储能需求，从而减小了变压器的尺寸。 电池损耗也小，采用脉冲充电技术。 与传统的充电方式相比，脉冲充电的充电间隙很短，电池的极化反应会减少。

如果想要使用最新的VOOC快充技术，OPPO的充电头、数据线和手机缺一不可。 不过OPPO、一加（DASH）、三星都是VOOC系列。 一般情况下，三个公司的配件是相互兼容的，并且向下兼容。 不推荐使用第三方配件，大多数都已破解且兼容性较差。

体内：

vivo和iQOO使用的私有协议称为He。

手机中管理电池和充电器之间连接的东西称为充电IC。 如果你想进行快速充电，只需连接另一个IC即可一起充电。 例如，去年发布的44W超级快充，vivo采用了双通道电荷泵IC分离式设计，使用两颗电荷泵充电IC达到8A的电流峰值，保证每颗IC工作在97%的最大工作状态效率同时大大减少充电过程中产生的热量。

作为姐妹公司，vivo不仅不甘落后，甚至还更快的发布了最新的100W快充技术。 从下图可以看出，vivo最新的120W同样采用了双电荷泵和双电芯的设计。 简单来说就是两块电池同时充电，这个Pump就是电荷泵，用来快速降低电压的。 ，当输入到手机时，由于串联分压的特性，分配给电芯的电量已经是5V12A了。

华为：FCP & SCP

与OPPO喜欢通过会议提前展示快充解决方案不同，华为自家的快充技术一般是随新旗舰一起发布。

2015年，华为Mate8发布时附带的充电器就已经支持18W（9V2A）快充，官方称之为技术，协议就是上面提到的FCP（Fast）。 FCP采用与同期QC2.0相同的高电压低电流方案，但有趣的是FCP的充电器兼容其他支持QC2.0的设备，但华为自家设备不兼容QC2。 0。 原因很可能与高通的专利授权有关，但还是让普通消费者感到“莫名其妙”。

次年，华为Mate9发布，随之而来的是升级版超级快充技术，支持22.5W（4.5V5A/5V4.5A）快充。 这次华为依然采用自研的SCP协议（Super），但实际方案已经从原来的高电压低电流过渡到了和VOOC一样的低电压大电流方案。 另外，除了官方充电头外，升级版快充还必须配备5A数据线。

2018年，华为Pro在伦敦发布。 同时超级快充技术也升级至第二代，支持40W（10V4A）快充。 说到这里，有人可能会疑惑，10V4A还是低电压大电流的方案吗？ ？

答案是肯定的。 事实上，由于采用了电荷泵技术，这一代超级快充技术将10V/4A电流转换为5V/8A电流输入到手机中，不仅降低了电压，还增加了电流，从而获得对比转换效率高（高达98%），大大加快充​​电速度。

大家还可以通过下图简单了解一下华为的快充流程：

值得一提的是，2019年华为还推出了20W超级快充技术，这实际上是第二代SCP（40W）超级快充的一个分支。 它保留了电荷泵技术，具有高转换率和低发热量。 。 可以理解为华为40W超级快充的低端版本。

目前，如果想要使用华为40W超级快充，需要使用华为原装40W充电器和5A数据线。 同时快充头向下兼容自家的22.5W（5V4.5A）超级快充和18W（9V2A）普通快充。 。 不过，与其他私有快充协议相比，华为的22.5W SCP超级快充和华为的18W FCP快充都有第三方配件可供选择。 这得益于充电协议的公开以及华为DFH配件授权认证。 。 如果你不迷恋超级快充，华为Mate/P系列手机也支持PD协议，但快充速率略有降低。

三星：亚足联

与大多数厂商急于进军私有协议快充不同，三星的快充之路相对曲折：早些年，三星的快充技术使用的是自家的高压协议AFC（Fast），但从Note4开始，三星的快充充电器另外在支持自有协议的同时，还兼容QC 2.0； 到了S9，三星就默默取消了QC2.0兼容，只支持自家的快充协议。

S9及以上机型使用的EP-TA200充电器

AFC协议的技术数据很难获取，但从其支持的技术参数不难推断，它可能是QC2.0的马甲协议。 从祖传的EP-TA200手机充电器到EP-TA300无限充电底座充电器，三星提到的快充最高等级为25W（12V/2.1A）。 高通将QC2.0协议分为A类和B类。标准QC2.0协议支持三组电压：5V、9V、12V。 标准支持20V电压输出。 三星很可能采用QC 2.0标准。

早在搭载骁龙835的S8机型上，三星就在处理器能够支持QC4.0协议快充的基础上，为了维持充电速率和自家处理器，就阉割了QC4.0快充。 这就不难理解为什么三星在S9上取消了对QC2.0的兼容，而在S10上干脆采用了PPS快充协议。 归根结底，QC2.0的速度是有限的。 如果采用自己的AFC协议，就必须一路走到最后。 无论研发成本如何，出于安全考虑，三星都不会改变在快充技术上的小步走。 后续策略。 例如，三星知道果断采用公共协议的好处。 与其投入人力、财力去研究充电技术，不如增加一些成本，在旗舰机型上使用最先进的技术。

EP-TA800应用于S10 5G

2019 年 6 月发布的 S10 5G 支持 Super Fast，三星称之为超级快充。 新款EP-TA800充电器兼容PD3.0，支持25W（9V/2.77A）PPS快充，具有Type-C接口输出。 与此同时，三星封杀了自家的AFC协议，这意味着三星自Note4以来长达5年的15.03W（9V1.67A）充电协议（AFC）王朝的结束。 PPS协议也成为了三星手机未来旗舰的标配快充方案。

接下来，三星也紧随其后，跟上了快充的步伐。 2019年8月8日，三星新一代手机旗舰+在美国发布。 台上主持人向大家展示了三星支持25W快充，+支持45W超级充电。 快速充电过程中，观众欢呼雀跃。 至此，三星已经将PPS协议转变为旗舰超级快充协议。

回顾过去，尽管AFC协议理论上可以提供18W（9V2A）的峰值功率，但三星一度将其限制在较为保守的充电功率。 XDA曾同时测试过S8+手机的快充标准。 三星保持了当时市场上所有快充旗舰手机中最低的温度。 这恰恰印证了三星对于安全的重视。 结合上面提到的PPS协议的核心特性：输出电压可以根据设备的功率进行微调，以实现更高的效率和更低的温升。 三星迟迟加大功率、支持PPS快充协议也是其注重安全、保守策略下的必然。

在兼容性方面，采用PPS协议的一系列手机也是首批使用Type-C接口充电器的三星手机。 因此，您只需要购买PD 3.0，即支持PPS协议以实现快速充电和超快速充电的充电器，并且充电电缆可以使用C到C线。

兼容性是未来

尽管每个快速充电协议都是不同的，但并非通用，但我们仍然可以看到巨人在普遍化方面的努力：与USB-PD快速充电协议的强制兼容性，在QC4中率先与PD-PPPS协议兼容。这意味着与原始的USB BC 1.2的原始7.5W相比，当前设备的充电“起始线”已增加到18W，这对消费者来说已经相当好。

同时，在“ 100瓦直接充电竞赛”中，我们仍然可以看到统一集成的趋势：PPS。 以小米10 Ultra为例，尽管它仍然使用私人修改的PPS协议（120W），这要归功于其与高功率PPS协议的兼容性，但第三方PPS 仍然可以触发其接近50W的快速充电功率。

无论是生态法规还是同源沟通，关键字“兼容性”都可能总是出现在未来的快速充电世界中。 并在这个未来。 我们可以做的是购买：支持5A输出/20V输出的PPS充电器，以及最多支持5A的C2C充电电缆。