如果说功能机时代还有什么值得铭记的话，那无疑就是耐用电池。
在电池技术被三体智子锁定的情况下，人类能做的就是不断提高充电速度，从而减少电池快速使用带来的麻烦。
快充的诞生
在iPhone出现之前，大多数手机都配备了键盘和小屏幕。手机的功能只是打电话发短信，功耗自然很低。即使是500毫安的电池也能支持令人羡慕的一周高峰。当时充电器输出多为5V 0.5A，充电效率不足50%。
直到大约10年前，彩屏手机越来越普及，电池容量逐渐增加到2000毫安左右。如果继续使用5V 0.5A充电器，可能需要6-7个小时才能充满电。
这时，USB-IF出来了。USB-IF是USB标准化组织，致力于推动USB接口的标准化和规范化。Mini USB、Micro USB、Type C等接口都是这个机构定义的。
在这里，我们将介绍一个高中物理公式：P=UI。要提高充电速度，无非是增加电流或电压。
2010年，USB-IF发布了USB BC1.2标准，最高支持5V 1.5A充电输出。然而，计划赶不上变化。两年过去了，三星Note系列首创的大屏手机得到了消费者的认可，于是厂商纷纷开始制造大屏手机，屏幕功耗自然上去了，配备更大的电池几乎是必然的。
三星也开始在国内使用5V 2A充电器。作为上游供应商，高通自然不会放过建立技术壁垒的机会。2013年推出QC 1.0，采用5V 2A充电标准。
其实手机的充电速度是手机控制的，不是充电器控制的。手机会检测充电器的功率，然后根据实际情况决定充电的电流和电压。
正因为如此，像高通这样的芯片制造商可以制定收费标准。一般来说，电源管理芯片是和处理器一起封装销售的。如果你想建立自己的标准，你需要设计另一个电源管理芯片。对于手机厂商来说，不值这个蜡烛。
快充的两条路
5V 2A仍然不够。随着3G和WIFI的普及，各种应用层出不穷，人们日益增长的娱乐需求与落后的充电速度产生了巨大的矛盾。
还记得上面那个公式吗？P=UI，想要加速充电，只能从电压和电流入手。但是传统的Micro USB接口物理有限，最多能承受2A的电流。提高电压似乎是唯一的办法。
因此，2014年，高通推出QC 2.0，支持最高18W的快充。QC 2.0似乎是万能的解决方案，只需要在充电头上下功夫。
快充的充电过程是这样的：首先充电器将220V市电转换成12/9/5V的低压，通过数据线到达手机内部，手机上的IC将高压转换成4.4V以下的低压大电流，这对于手机电池来说是可以接受的，充电到电池。
然而，现实是残酷的。本着“千线千线，安全第一”的原则，为防止部分电线质量不合格引发事故，部分厂家不得不将充电电流限制在2A以下甚至1.5A以下使得快充没有发挥出应有的实力。
另外，手机IC对高电压的转化率只能达到90%左右，剩下的10%是热能辐射的，这意味着电压越高损耗越大，同时手机发热也越严重。这也是为什么大部分高压快充方案即使屏幕亮了也无法保持快充的原因。亮屏的发热加上充电的发热会很可怕。为了手机安全，亮屏一般会变成慢充。
为了避免充电IC二次降压带来的损失，有厂商认为：可以不经过降压处理直接给电池充电吗？
这个厂商是OPPO，但问题是充电线承受不了超过2A电流，所以OPPO从充电头到充电线做了全方位的改造，专门定制了电路、电池、接口、数据线，采用了5V 4.5A的充电规格，在10W左右的充电速度中脱颖而出。正是22.5W的充电速度造就了当年的经典广告——，充电5分钟，通话2小时。
这种充电方式是直接给电池充电，称为低压直充，省去了手机中的降压IC。充电器通过数据线直接连接手机电池，充电器只降低一次电压。它不仅在充电功率上超越对手，而且效率更高，可以在不损失IC的情况下减少发热。还可以实现亮屏和快速充电。
除了功率，温度也影响充电速度。如果手机温度过高，会调整充电策略，减少峰值充电时间。
时间自然就会变长。手机充电总共分三步，刚开始以 5V 充电，手机会给充电器发信息，如果手机和充电器的协议是配套的，就开始快充，冲到 80% 左右，为了保护电池、线材、减少发热，开始涓流充电。就像接水一样，接到水杯快满时，就会调低速度，以免水溢出。
低压直冲也不全都是好处，最重要的兼容性上的问题，特殊的充电线和充电器，甚至充电口，都导致其兼容性几乎为 0 ，外出忘记带线，很难找到替代品。
低压直冲里比较极端例子，像荣耀 Magic，采用了 5V 8A 的充电规格，数据线的承受能力更是达到了 10A ，但是由于对线路的保护，其峰值充电时间极短，不仅效率低，普及难度和成本陡增，所以到了第二代，荣耀也选择放弃了这种充电方案。
一年后，QC3.0发布，其最大的改进，则是将固定电压管理机制替 换为INOV(最佳电压智能协商），允许输入电压从 3.6V 起步，以 0.2V (200mV) 为单位，结合实时的电池温度、转换效率、电量等因素进行微调，并在允许的输入电 压范围(9V 或 12V)内逐步提升或降低，而不像 QC2.0 只能在 5V/9V/12V 中进行非一即二 的暴力选择。
在INOV管理机制的帮 之下，QC3.0 可大大降低降压芯片转换电路的损耗，有效缓解了快充时的发热问题。
2016 年高通公布了 QC 4，其中最大的改变当属兼容PD协议。
自此，快充的两大阵营依然分好，像是联发科的 PEP、三星的 AFC、华为的 FCP、高通的 QC 都是属于高压快充，而 OPPO 的 VOOC、一加的 DASH、华为的 SCP、荣耀的 MagicPower 都属于低压直冲的阵营。
不断演进之下，快充的路似乎走到了尽头。
❸未来的快充技术
低压直冲固然很好，但各种定制让其没办法成为主流，直到 Type C 接口的出现。
2016 年USB-IF 推出了 Type C 接口，新的type C接口最大可以承载 5A 的电流(>3A 的数据线需要用到 E-mark)，同时支持正反插。也就是说，大电流的数据线不再需要特殊定制。像 VOOC 这样的技术也能很快普及。
很早之前 USB-IF 就推出过 PD 协议，希望能够一统充电江湖，但是各大厂商为了自身利益，不愿放弃自己的独特体验，迟迟没有跟进。
但谷歌看不下去了，为了能让安卓手机有统一完整的体验。2016年11月，谷歌就在Android 7.0的 OEM 规范中明确指出：想用最新的 Android 7 系统？可以，但你必须选择 PD 充电协议。
国内厂商当然是积极响应谷歌的号召——然后选择接入 PD 协议中充电最慢的组合：5V 2A……
随后，USB-IF 公布了最新的USB PD3.0 技术，17 年PD 协议做了更新，加入 PPS (Programmable Power Supply)解决 了困扰我们已久的与其他快充技术的通用性问题：USB PD3.0可全面兼容 QC4.0/3.0/2.0、MTK PE2.0/3.0、 FCP、VOOC 等快充协议 。最令人欣喜的是，USB PD3.0 与我国工信部的泰 尔实验室达成了共识，预计将与国标实现统一。
然而，看看当下的手机市场就知道，这一统的大梦显然是没有实现的。首先是 PPS 协议之针对 c-c 口的设备，而国内大部分充电头用的都市 a-c 口，根本不具有约束力。其次，25W 似乎是一个门槛，因为手机电池最高只能接受到 5V 5A 以下的电流和电压，想要超越 25W 大部分都要上私有协议。
最早做出革新的就是魅族，在 2017 年的 MWC 上，魅族展示了 Super mCharge 快充方案，最大输出功率达到了 55W（11V 5A），充满电只需要 20 分钟。还有一根可承受 160W 功率的专用数据线，以及 3000 毫安时的定制电池。
从电池、IC、数据线到充电器进行全方位的改造，其中最大的创新当属电荷泵技术。电荷泵并不是一个新技术，但此前从没有人想到把它用在手机快充上。
高压快充的部分也说过，传统 IC 的效率只能达到 90% 左右，但是电荷泵可以达到 98%的效率，不仅能降低损耗，发热也能很好的控制。这项技术同时提高了电压和电流，并且损耗极小，称之为高压直冲。
受到魅族的启发，行业内纷纷开始使用电荷泵技术，比如华为 Mate 20 Pro 的 40W 快充，以及最近发布的 iQOO 44W 快充，都是使用电荷泵技术的产物。
可惜的是，魅族小厂的经费有限，至今也没有量产出 55W 的快充方案，反倒被友商先行开发出来，拿去使用了。
目前量产快充中最快的当属 OPPO Find X 的 50W，虽然也使用的电荷泵技术，但确是截然不同的思路。
OPPO Find X 采用了双电芯串联结构，也就是用了两块电池，运用了初中物理就学过的「串联分压」的原理，充电时两个一起冲，电压就降了一半。在放电时，利用电荷泵技术，再降低一半，就可以达到手机元器件的使用电压。
虽然实现了十分快速的充电，但一方面但对电池容量牺牲太大，双电封装和电池保护板浪费了空间。另一方面手机上大多数部件都是按照单电芯电压来设计的，双电芯在放电时需要多增加一级降压电路，浪费了一定的转换效率。
至此，在充电道路上一些划时代的技术都讲完了，快充的路上，似乎坚守「五福一安」的苹果从未出现过，其实 iPhone 也加入了 PD 协议的，PD 的充电头并不贵，比如锤子手机的充电头，但一根 C-L 的线却是比充电头还要贵的存在。苹果坚持「五福一安」，利益的考量上应该是大于安全的吧。
最后
不论是稳扎稳打的高通，想实现大一统的 PD，还是别出心裁的 OPPO，最终想呈现给用户的总是最快的充电速度。
我坚信，随着技术的发展，充电将不会成为一个难题。接口和协议大一统只是快充最终形态的副产物，我们不再担心续航问题，才是快充真正的目的。
撰文 / 月岛
编辑 / 月岛
责任编辑 / 纤尘
公众号视觉 / 又耳
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