一文读懂电池快充技术
现在手机的电池容量普遍都在两三千mAh以上，使用传统的5V/1A充电器，充满一块电池至少需要三小时以上的时间，比以前诺基亚手机一个多小时充满电，时间长了很多。随着电池容量的提升，原有的充电器功率不能满足充电的需要，于是快充技术就出现了。
快充原理其实很简单
各大手机厂商都推出了自家的快充技术，其原理是提高充电的电流和电压，来实高功率充电。简单来说，充电端口的输入功率=输入电压 x 输入电流。一般手机充电器会有一个充电曲线，通过控制不同的电压和电流，来实现最高的充电效率。普遍来说，最高效的方式开始都是恒流充电（充电速度较快），然后是恒压充电（充电速度下来了，因为电池本身的电压上去了），最后是涓流充电（在充满电后，补偿因自放电而造成的容量损失）。
现在大多数手机使用的都是采用高通Quick Charge充电技术来实现，从最开始的1.0标准，到现在最新的4.0标准，标准越高充电效率越高。QC 1.0突破USB-IF关于USB Battery Charge 1.2的协议，电压电流提升到5V2A，充电时间缩短40%。快充真正意义上的提升是从QC 2.0开始，通过握手协议，让充电器与手机互相识别，握手后再提高传输电压，最高可达20V，虽然电流不变，但充电的效率提升了近75%。QC 3.0则是在2.0的基础上，引入最佳电压智能协议（INOV）算法，准确控制充电的电压，输入电压达到了200mV一档的自适应调节，性能有了近38%的提升同时降低了损耗，此时凭借电压的可控，电流提升至3A。目前主流的快充手机应用的是QC2.0和QC3.0标准。到了QC 4.0则是更精细的智能调整控制电压，精度达到了20mV为一档，充电的电流电压也变得更加灵活，有恒定3A或非恒定4.7A-5.6A，电压也并不需要达到20V这么高，在5V-9V之间进行智能调控，最终有了近20%的速度提升，效率提升近30%。
QC 1.0
在智能机时代，以安卓为代表的大屏智能机大行其道，电池容量翻了几番，，如果还是5V0.5A充电，那就是“充电两小时，通话5分钟”了，所以充电功率必须提高。提高多少呢？这时候高通发话了：“我们要上5V2A。”于是QC1.0出来了。
在5V的充电电压下，将手机充电电流提升到2A，这已经接近了Microusb口安全使用的极限了。充电电流从5V1A提升到到5V2A，手机的充电方案的改变，主要是机内降压电路的变化。从原本的线性降压充电为主，逐步转变为开关降压充电。而外部充电头并没有本质的变化，只是单纯的功率提升，以及引入较高的线损补偿，以便提高充电电流。
Quick Charge v1.0采用了switching charger模式，当你在5V、1A这种制式下，当你的电池电压比较低得时候，给电池充电的电流，实际上是高于输入电流的。功率方面几乎可以说是持平的。（不计电路功率损耗）switching charger的方式进一步提升了充电电流，也就缩短了充电时间。与传统USB充电技术相比，充电速度提升40%。
在Quick Charge v1.0还要解决一个问题。由于我们现在都是5V的制式，另一端都是标准的USB。但我们在充电时，也会遇到许多不同类型的电源。电源有可能是一个USB口，有可能是一个墙式充电器，或者是其他USB的附件，或者是充电宝之类的电源。作为手机上的充电电路，需要它能够去识别这些电源的类型。因为很多电源的电流输出能力是很宽泛的，从几百mAh到1.8A都有。手机的充电电路应该根据所连接的电源的类型抽取相应的电流。
举例来说，如果是接驳笔记本电脑上的USB接口供电，手机过度的拉电流的话，超过500mA，笔记本电脑电源输出有可能进入保护状态，也就不能完成充电的动作。因此在手机的充电电路上，还要有这样一个识别机制，确定是什么类型的电源，最大限度的去利用这个电源的输出电流能力。这个就是Quick Charge v1.0做的事情。
这个识别动作，也是有一个国际通用标准的叫做：USB BC 1.2，输出电流范围为300mA-1800mA。这个标准已经相当普遍了，目前几乎所有品牌的智能手机都采用了这个标准。
QC1.0的出现，让电压电流提升到5V2A，充电时间缩短40%。
QC 2.0
Quick Charge v2.0又比v1.0多了什么呢？上文我们已经讨论过，手机充电是基于USB接口的一种通用标准。5V电压，电流上限是1.8A，那么我们能得到的最大功率就是5V * 1.8A = 9W，那么9W折算到充电电流来讲，最大极限就是2A左右。现在如果设备配备了3000mAh乃至更大的4000mAh的电池，充电的时间还是比较长的，。如果消费者想要将充电时间缩短到2小时，甚至是1小时的话，就要想别的办法。
现在市场上也有一些类似的技术，比如在电源适配器上，在5V电压下，输出3A、4A电流。但消费者所使用的线缆是没法控制的，作为手机制造商也没法完全控制用户使用什么样的线缆。消费者家里可能用过很多设备，也许手机换了，但是线还在。其质量也参差不齐，有的比较长，有的比较短，阻抗也各不一样。
如果消费者使用了一根体质比较差的线缆，阻抗较高。即使电源适配器能够提供大电流，手机上的charge IC也能在大电流情况下给电池充电，但是由于线损的问题，到达手机主板上的电压比较低的，也就根本没有办法达到一个比较高的充电电流。这就是在5V环境下的一个天然的局限。
Qualcomm的工程师会怎么做呢？既然要提高到电源适配器到手机主板的总功率，但是又不能进一步提升电流了（1.8A的限制）那么也就只能提高电压这一种途径了。
在Quick Charge v2.0中，设计了两种方案，即A类和B类。A类可以提供输出5V、9V、12V三种电压。通过提高电压的方式，让电源适配器能够提供更多的电量给到手机终端。
这件事情听起来很简单，但问题是如何向前的兼容呢？电源适配器直接输出9V、12V，可能会导致手机过压保护了。所以还是需要有这样一个机制，在手机和电源适配器之间，手机能够识别电源适配器是标准的5V输出，还是有更高的供压能力。在手机授权的情况下，再做一个动态的调整，接受更高的电压和电流。这就是Quick Charge v2.0最主要的特性。
高通Quick Charge 1.0技术最高支持10W的充电功率，这意味着在5V的充电电压下，充电电流可以达到2A。而Quick Charge 2.0在Quick Charge 1.0的基础上将最大充电功率进一步增加到了36W，因此大大缩短了充电时间。Quick Charge 2.0技术分为A级和B级两种标准，其中A级标准适用于智能手机、平板电脑以及其它便携式电子设备。
根据高通给出的数据，Quick Charge 2.0 A级标准规定的最大充电电流为3A，如果在5V的情况下，充电功率就为15W，因此充电速度要比最高支持10W的Quick Charge 1.0技术更快。
此外，Quick Charge 2.0还支持5V、9V和12V三种电压，从而进一步提升充电功率。这意味着一台高电压充电器可以适配更多设备，而且可以抵消劣质充电线和较长充电线带来的电压损耗，从而保证充电的效率。
Quick Charge 2.0和Quick Charge 1.0设备之间也相互兼容，但只有搭配支持Quick Charge 2.0的设备时，Quick Charge 2.0充电器才能发挥最高3A的充电电流。
除了充电器之外，有时人们也会使用电脑上的USB接口来充电。但值得一提的是，目前广泛使用的USB 2.0和USB 3.0分别支持0.5A和0.9A的电流，某些为充电特别设计的USB 3.0接口的最高输出电流也仅仅达到了1.5A。因此，由于最高电流还达不到2A，使用Quick Charge 1.0和Quick Charge 2.0设备在使用同一个USB接口充电时的充电速度也并不会有区别。
QC 3.0
QC 3.0的主要优势是可优化手机内的DC/DC效率：
（1）消除了QC 2.0中固有的会在电压切换时造成的手机发热问题；
（2） QC 3.0通过移除手机DC/DC转换器还可简化无线充电器架构，QC3.0可大大降低DC/DC转换电路的损耗明显，从而有效缓解了快充时的发热问题。
由于全面使用了Type-C接口取代原来的MicroUSB接口，QC 3.0最大电流也提升到了3A，因为电压更低所以效率提升最高达38%，充电速度提升27%，发热降低45%。
QC 2.0提供5V、9V、12V和20V四档充电电压，QC 3.0则以200 mV为步幅，提供从3.6 V到20 V电压的灵活选择。采用 QC 3.0时，便携式设备通过USB接口的D+和D-信号提交电压选择请求，在同一时间可能有不规律的USB数据通信。关于QC3.0支持的总线电压（VBUS） 范围，A级为3.6 V至12 V，B级为3.6 V至20 V。QC 3.0在分立模式下等同于QC 2.0，以0 V、0.6 V、3.3 V三级逻辑通过静态D+/D- 值选择VBUS；在连续模式下，新的QC 3.0以200 mV小步幅增加或降低VBUS，让便携式设备选择最适合的电压达到理想充电效率，更具灵活性，其最大负载电流限制为3 A，最高功率可达60 W。
对比QC 2.0的固定电压做法，以往2.0是从5V直接调到9V的做法，当中会比较生硬，现在3.0以200mV为一个渐进的单位。一开始充电的时候电压并不高，到后来逐渐提升，这种智能升档方法能够更好优化充电方式，因为如果一上来就把电压提到很高，中间会有电能的损耗，其会以热能的形式散发掉。
通过智能调度，把电压和电流调整到最适合设备充电的状态，这样能够达到预期的充电电流，最小化电量损失提高充电效率。新标准将电压调节幅度缩小到了0.2V，最低3.6V，最高则可达20V。这款充电器采用美国Power Integrations的方案，这也是首批获得高通QC3.0认证的平台。
QC 3.0是在2.0基础上的升级，是技术层面的一个改进。另外，它具有向后兼容的能力，能够兼容2.0，也能够兼容其他传统的，比如USB充电的设备，同样可以支持像以前的iPad或者iPhone的快速充电。
同时，Quick Charge是一个开放的标准，因此除了骁龙处理器之外，其他处理器平台也能够使用这一技术。
高通把PMIC电源管理电路是集成在高通不同层级的芯片当中，QC 3.0的升级只需要在PMIC里面写入进行升级便可以，因此并没有多余部件的增加。对于独立的充电IC，高通也会提供，包括QC 2.0和3.0。独立充电IC能够适用不同类型的芯片组，即使这个芯片组并没有电源管理电路，其也可以搭载高通所提供的一整套方案，更加灵活。
QC4.0
QC3.0好是好，可是谷歌不同意啊，你高通单独搞一套怎么行，用我的系统就必须给我用USB PD协议，胳膊扭不过大腿，高通服软，又推出QC4.0。
QC4.0：再次提升功率至28W，并且加入USB PD支持。取消了12V电压档，5V最大可输出5.6A，9V最大可输出3A，并且电压档继续细分以20mV为一档。QC 4+ 主要有三大改进，即“双充”、“智能热平衡”、以及“高级安全特性”。
按照高通的说法，QC 4.0加入了Dual Charge技术，相比QC 3.0来说，充电速度可提升20%，效率则提升30%。同时，QC 4.0还加入了对USB Type-C和USB-PD的支持。
按照高通的描述，QC4.0相较时下主流的QC3.0，新增了一项名为Dual Charge的技术，使充电速度可提升20%，效率则能提升30%。此外，QC4.0还对“INOV”（最佳电压智能协商，Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，最早出现在QC3.0技术中）算法进行了优化，能更准确地测量电压、电流和温度的同时，保护电池、系统、线缆和连接器。防止电池过度充电，并在每个充电周期调节电流。
至于QC4.0充电有多快？高通的答案是在大约15分钟或更短时间内，充入高达50%的电池电量。
其它快充技术盘点
OPPO VOOC技术
提高充电速度的方法有两个大方向，一是提高电压，二是提高电流。提高电压会增大充电过程中的发热量，加速电池老化并可能带来安全隐患，因此实际效果不佳。相比之下，提高电流则现实的多。VOOC技术采用的就是低电压高电流模式，保证了充电过程中的安全性。
VOOC快充的实际效果极佳。30分钟可以将3000mAh的电池充满75%，10分钟足以充进保证2小时通话的电量。
第一代的VOOC充电器体积极大而且充电线接口处还有断掉的危险。好在随着技术的进步第二代VOOC mini充电器已经问世。其体积已然同标准USB充电器相当，便携性极高，安全性也得到了完美的保证。OPPO也推出了VOOC快充移动电源，车载电源等，随时随地提供快速充电服务。目前来看。VOOC技术最大的缺点在于其只适用于OPPO一家的产品，兼容性较差。
联发科 Pump Express技术
联发科的快速充电新技术Pump Express内置于PMIC的电源管理集成电路。其允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压，由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器，充电器依照这个指令调变输出电压，电压逐渐增加至高达5V 达到最大充电电流。Pump Express目前有两种技术规格，一是输出功率小于10W的Pump Express，二是输出功率大于15W的Pump Express Plus。
目前配合联发科的快充方式，也已经有Dialog，On-bridge 和通嘉等电源芯片厂为其配合开发专属电源管理IC，它无需使用到USB的数据通讯口，线路简洁，从架构上看和目前传统USB 充电器几乎一样，成本提高也较低，很适合在中低端手机中进行推广。
金立双电池快充技术
根据微博爆料信息，可知金立M5支持快充，实现充电5分钟，即可通话2.5小时。目前，前不久发布的OPPO R7保持着最高的充电效率纪录，可实现充电5分钟通话两小时。若金立M5曝光信息真实，将打破这一纪录。另外，金立M5还支持同时为两部手机进行反充，这或许是得益于其双电池的结构，除了自身有足够大的电池容量外，还能实现多向输出电量。
TI MaxCharge快充技术
尽管德州仪器已经退出了手机芯片市场，但显然其没有完全放弃。近日，德州仪器推出了业内首款采用专有MaxCharge技术的全集成5A单节锂离子 （Li-ion） 电池充电器电路。与现有电池充电器相比，这款器件将充电时间减少了一半以上，最高可将充电时间减少60%，这让用户可以实现快速充电的同时又不会受到发热过量的困扰。
Apple 20V快充技术
根据美国专利与商标局公布的专利申请显示，苹果正计划为旗下设备配备输出6V到20V的快速充电器。苹果在专利申请描述中表示，造成目前充电时长从1小时到3小时不等的主要限制因素是 5V 的电压。随着未来更大容量的电池将会成为标准配置，5V 明显不能满足顾客快速充电的需求。
考虑到苹果在手机市场的巨大影响力，若其推出快速充电器，想必整个市场会迅速跟进。而且，未来的新款MacBook会放弃USB3.1而采用苹果自家的快速接口也既有可能实现。
快充技术发展到今天可以说已经比较成熟。在电池技术无法取得突破性成果的今天，快速充电技术可以说是最佳以及最合理的续航解决方案。而随着用户体验正渐渐成为手机的核心竞争力，想必未来一定会有更多的智能手机搭载该项技术。而快速充电真正的起点，想必才刚刚开始。