详解手机快充协议

一路上

前言

自从2007年苹果发布第一代iPhone之后，手机行业迎来了大变革的时代，手机面板的实体按键越来越少，到现在已经全部拿掉了。到2020年手机的屏幕越来越好，手机的性能也越来越高，仿佛兔子一样飞奔，而手机电池却像乌龟一样缓慢的前行。虽然现在手机电池很多都已经5000mAh了，但对于一些用户来说也还是不够用，于是手机厂商就寻求了另外一种方式延长续航时间，加快充电的速度，也就是现在大家耳熟能详的快充。

目前手机端存在的快充协议有很多个，主流的有USB PD、QC、AFC、FCP、SCP、VOOC、SuperVOOC、PE、FlashCharge等，这些协议是怎么来的，怎么发展的，互相之间是否兼容，下面来详细解读一下手机端各个快充之间的发展史。

一、USB PD快充协议(公有快充协议)

即USB Power Delivery Specification，这是1995年在美国成立的USB-Implementers Forum（简称USB-IF）标准化组织推出的一个快充标准，该组织成员众多，截止到2020年12月，其成员已经超过了12000家，包括我们熟知的苹果、惠普、英特尔、意法半导体、德州仪器等公司都是这个组织的成员。

所以，你应该知道为什么苹果手机平板等设备都支持PD快充的原因了吧？

由于PD快充既有高压低电流模式，又有低压高电流模式，应用十分广泛。

①，PD1.0：2012年7月发布，发布的时间这么早，很多人一定会以为PD1.0的充电功率肯定很低，如果你这样想就错了，当时PD1.0协议就宣称最高充电功率可达100w，但是由于当时的技术还并不成熟，USB-IF组织所描绘的美好的前景并没有实现，仅仅2年时间，就发展到了PD2.0版本。

②，PD2.0：2013年1月7日，USB-IF组织在CES上宣布，Type-C接口将于2014年上市，2014年8月，PD2.0正式发布，PD2.0标准通过Type-C接口实现了电流双向传输和最大100w的充电功率，具体充电规格为：5V3A、9V3A、15V3A、20V2.25A、20V3A、20V5A。

③，PD3.0：2015年11月发布，这个版本的快充协议跟2.0版本相比，在充电规格上没有变化，主要的升级主要有以下几点：

增加对设备内置电池特性更为详细的描述功能
增加通过PD通信进行设备软硬件版本识别和软件更新的功能
增加数字证书以及数字签名功能
2017年2月，USB-IF协会又给PD3.0打了一个补丁：增加了PPS功能。PPS即Programmable Power Supply的缩写，翻译为可编程电源，PPS的优势在于能够每隔10秒跟手机进行通信一次，在可调节的电压范围之内，可以以0.02v的精度进行电压调节，充电时效率更高，发热量更少。

这里需要指出，支持PD3.0快充协议并不一定支持PPS，支持PPS就一定支持PD3.0。

④PD3.1：2021年5月25日发布，该版本的快充协议最高支持240w快充，跟PD3.0版本相比，增加了28v、36v和48v三个固定电压档位，增加了三种可调节电压档位。由于最大240w的快充功率远超过普通USB线缆的承载能力，所以，PD3.1快充协议把快充标准分为标准功率范围（SPR）和扩展功率范围（EPR）两种标准。SPR最高充电功率仍然为100w，EPR最高充电功率为240w。EPR可为高性能游戏本、手持式电站、移动工作站等设备进行充电。

备注：从PD2.0版本开始，完全放弃了USB-A口，必须使用C口。

二、高通QC (私有快充协议)

最早的充电器功率只有5V1A 5W（这里吐槽一下苹果万年的五福一安），对于诺基亚时代的功能机也许还够用，但对于屏幕更大的智能机就太捉襟见肘了。由于高通在手机快充起步最早，所以先说高通，在2013年的时候突破了USB-IF对于USB Battery Charge 1.2协议1.5A的电流上限，通过改装MicroUSB接口内部的针脚数量将充电的电流由1A提升到了2A，这样充电功率就翻了一倍，这就是Quick Charge1.0快充，也就是常说的QC1.0快充。

紧接着在2014年，高通再次通过改变USB接口的d+、d-的电压，实现充电头和手机之间相互识别，将充电的电压提升为9V、12V、15V、20V，在电流不变的情况下实现最高18W的快速充电，充电速度提升了75%，并且和旧线材通用。

但由于电池在没电的时候电压是3.7V，充电器端为电池充电是以9V的高压充电，压差过大导致发热就很大，效率很低。于是高通就采用电压智能协商(INOV)算法，让电压可以以0.2V为递减区间不断调节直至找到合适的电压，用来提升效率，这就是QC3.0。

QC3.0在QC2.0的9V、12V两档电压基础上，进一步细分电压档，采用独特的INOV算法，以200mV为一档设定电压，最低可下探至3.6V最高20V，并且向下兼容QC2.0。由于全面使用了Type-c接口取代原来的MicroUSB接口，最大电流也提升到了3A，因为电压自适应可以更低所以效率提升最高达38%，充电速度提升27%，发热降低45%。

转眼间来到了2016年，高通推出了QC4快充协议，INOV算法可以更精细的以20mV为档位智能调节，取消了12V电压档位，兼容USB PD（PPS）快充协议，但并不兼容USB3.0和2.0。紧接着在次年也就是2017年的高通骁龙技术峰会上高通推出了QC4+快充，在QC4.0的基础上除了兼容USB PD和PPS之外还向下兼容QC3.0和QC2.0。

时间一下子来到了三年后，三年的时间手机快充发展迅速飞快，并且已经有支持120W快充的手机了。这时候作为快充的先行者高通再次推出QC5快充，将充电功率提升到了100W+。相较于前面四代QC5的提升幅度最大，仅需5分钟即可将4500mAh的电池从0充至50%，充电的速度提升四倍，效率更高，发热更低，相较于第一代QC快充功率足足提升10倍。

三、华为FCP/SCP (私有快充协议)

FCP是由华为推出的自家的快充协议标准，全称为Fast Charge Protocol，采用的是和QC2.0一致的高压9V 2A快充标准，2015年的华为Mate 8的充电器就已经支持了9V 2A 18W快充。

隔年的2016年，华为Mate9发布，并且将FCP快充升级为SCP快充，全称Super Charge Protocol，SCP采用的快充方案和FCP不同，支持最高22.5W快充，并且采用的是4.5V5A和5V4.5A低压直充的充电方案，好处就是发热更低，效率更高。SCP基于USB-A接口，并且需要使用5A的USB-A to USB-C快充线。

在两年后的2018年，伴随着华为Mate20 Pro的发布，快充方案也再度升级，功率上升到了10V4A 40W，也就是40W SCP快充。并且在手机端采用了电荷泵的技术，10V4A的电压电流进入手机之后经电荷泵转化为5V8A，变相的实现了电压不变，电流继续增加，带来更高的充电功率，并且转化效率最高可达98%。40W SCP快充协议基于USB-A/C接口，需要使用5A A to C快充线和C to C快充线。

2020年对于华为来说是非常不容易的一年，10月22日，华为正式推出了华为Mate40系列旗舰手机。除了搭载5nm制程的超强麒麟9000处理器之外，在充电上也有所升级。华为Mate40Pro＆Pro+支持最高11V6A 66W超级快充。相较于此前的40W SCP快充又上了一层台阶。

四、OPPO VOOC/SuperVOOC (私有快充协议)

还记得当初的充电5分钟，通话两小时的广告语么，OPPO的这句广告语在当初可谓是家喻户晓。而OPPO能喊出这句广告语也正是基于自家开发的VOOC闪充，也就是今天要介绍的OPPO系的快充方案。

和高通的QC快充方案采用的高压快充不同，OPPO系的VOOC闪充通过提高充电的电流来提高充电功率，最开始的是5V4A 20W闪充，这就是VOOC1.0，于2014年3月份推出。带来的好处就是可以有效降低发热，提高效率，而且就算亮屏充电功率也不会下降，缺点就是从充电器到充电线再到手机端都是需要经过定制的，其中换了任何一个都无法触发VOOC闪充。

不过VOOC1.0的20W充电器在外形体积方面比较大，随后在同年的10月份，OPPO推出的mini充电器将充电器的体积缩小，功率不变，这是VOOC2.0。VOOC闪充持续了很久，后面通过VFC快充算法将恒压的充电效率提升了上来，不过功率还是20W，这就是VOOC3.0。

20W闪充持续的时间过长，在当时已经不够看，所以OPPO在2019年的9月份推出了VOOC4.0闪充，将电流提升至6A，功率上升到了30W，相较于20W在充电时间上缩短了12%。

以上的VOOC闪充此前看上去非常的优秀，不过随着时间的推移VOOC闪充有点不够看了。所以在2018年的11月份，OPPO大刀阔斧，将充电电压提升至10V，推出了SuperVOOC超级闪充，支持最高10V5A 50W的大功率闪充，并首次引入了氮化镓充电器，这就是SuperVOOC1.0。

次年的10月份，OPPO在成都举行“超玩大会”发布会，正式发布Reno系列全新产品Reno Ace等。在发布会上，OPPO再度将恐怖的50W闪充提升到了65W，快充档位10V6.5A，并首次在OPPO Reno Ace搭载。手机端采用了双电芯的设计，30分钟就可以将一块4000mAh的电池充满，并且引入氮化镓充电器，成为了当时全球首款标配氮化镓快充充电器的手机，而且也是当时业界商用的充电功率最大的手机产品。以前的“充电5分钟通话两小时”也变成了“充电5分钟，开黑两小时。10V6.5A 65W超级闪充也就是SuperVOOC2.0。

随后65W SuperVOOC超级闪充一直处于手机端最高的充电功率，直到2020年的7月份。在7月15日，OPPO在上海召开了新品发布会，正式提出了125W超级闪充的技术，并在发布会期间首次展示出125W充电器，并且将充电器的接口改为更通用的USB-C，系统完全充满仅需20分钟，这也是手机端首次搭载超过100W的快充功率。

五、vivo FlashCharge (私有快充协议)

FlashCharge是vivo和iQOO专用的私有快充协议，其实FlashCharge最早的快充协议的充电功率是22.5W，5V4.5A快充档位，后面在2019年的10月下旬才推出了以11V为电压档位的私有快充，功率可以达到11V3A 33W，兼容QC2.0，这就是FlashCharge2.0快充。

后来将FlashCharge2.0快充进行了升级，充电电流提升到了4A，功率提升到了44W，采用双电荷泵IC分离式设计，官方称为SuperFlashCharge快充，在iQOO成立之际的首款机型上看到了搭载44W快充技术。后面vivo继续发力，2020年的7月份推出了SuperFlashCharge2.0快充，将充电功率提升到了11V5A 55W，并向下兼容33W快充和QC18W。

仅仅过了一个月，vivo再度对快充进行发力，推出了120W的FlashCharge超快闪充，并首次在iQOO 5 Pro上面搭载，短短15分钟就可以将一块4000mAh的手机电池充满，自此，vivo正式进入百瓦快充时代。

六、联发科MTK-PE (私有快充协议)

PE快充协议属于联发科旗下的快充标准，不过作为SOC的提供商，快充协议看上去更像是副业，PE全称Pump Express。前期的PE快充协议遵循的也是将电压从3.6V增加至5V 而实现大功率充电的方案，后面让电源自身根据电流输出决定初始电压，可以智能调节充电的电压，最大功率可以达到30W+。

说到PE快充协议很容易就与魅族联想起来，的确，魅族此前一直坚持着基于PE快充协议改进的mCharge快充。但最新发布的魅族17 Pro却舍弃掉了PE快充，现在支持PE快充协议的新机在市面上已经不多见了。

七、三星AFC (私有快充协议)

目前市面上支持AFC快充协议的手机只有三星自己，同样采用的是高压方案，虽然理论上AFC支持9V2A 18W的快充功率，不过三星还是保守将功率限制在了9V1.67A也就是15W的快充功率。

对于快充三星一直处于保守的态度，原因都知道。以至于即使在S20这样的旗舰机型上面也仅支持了25W的有线快充，45W的有线快充也仅仅是在三星S20 Ultra机型上搭载。但由于25W有线快充和45W有线快充是基于PPS快充改造的，所以只要是目前市面上支持PPS快充的设备都可以为三星手机提供快充，并且要高于15W的基础快充功率。

总结

目前市面上主流的快充协议基本就这么多，PD、QC、AFC、FCP、SCP、VOOC、SuperVOOC、PE、FlashCharge，以上是对这些协议的详述。其中最为普遍的是PD和QC，对线材和充电器的要求也比较低，支持的设备也是最多的，很多手机厂商和第三方的配件厂商的充电产品都可以支持PD和QC快充协议。剩下的AFC和FCP也很常见，在很多三星手机和华为手机上搭载；SCP是华为的超级快充，普遍性也比较高，在除华为之外的其他充电配件当中也可以见到。