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快充技术及芯片解析（一）

2020.10.26

　　悉数市面上的产品，快充技术大致有四种，即高通的QuickCharge版（如QC2.0、QC3.0），联发科版（Pump Express和Pump Express plus）、OPPO 的VOOC技术以及兼容QC2.0协议和海思快充协议华为快充技术。也有人说快充技术是5种、6种、甚至7种，但在目前也就上面这四种，是在原有USB 5V充电技术上有所突破的技术。

　　常规USB 5V充电技术的瓶颈，充电环路示意图如图-1，充电环路阻抗约0.32Ω，那对于4.2V和4.35V电池最大充电电流有以下公式：（5-4.2）/0.32=2.5A （5V input source， Battery CV=4.2V）（5-4.35）/0.32=2.03A. （5V input source，Battery CV=4.35V）

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　　因此，手机的常规充电方式，无法再提高充电电流，不能满足现在手机电池越来越大后，对大充电电流的要求。

　　一、高通QC版快充技术这是一个市面上采用较多的快充技术，小米4C，小米note，三星等主流品牌均在采用此充电技术。这与目前高端智能手机所采用的平台有相当关系。另外，这种技术相对简单，实现起来相对容易，成本提升不明显，市场较容易接受。高通QC充电技术有两个版本，分别是QC2.0和QC3.0，现在QC3.0的手机还很少，普遍还是QC2.0。

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　　快充技术的原理，通过USB端口的D+与D-的不同电压给合，来向充电器申请相应的输出电压供手机充电。QC2.0并不是简单的D+与D-的组合就可以让充电器输出所需的电压，而是还有一些协议在里面，需要先发送握手信号，比如1.5s的握手电压组合，才能进行下一步的输出，否则，直接按图-4将D+与D-电平设置好是不会改变充电器的输出电压的，这也是为了更好的保护非QC2.0技术的手机，不会因为误触发了充电器的升压机制而烧毁手机，图3是QC2.0充电器原理图的调压部分。

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　　高通QC2.0 握手协议：

　　快充的充电器与手机通过micro USB接口中间两线（D+D-）上加载电压来进行通讯，调节QC2.0的输出电压。握手过程如下：当将充电器端通过数据线连到手机上时，充电器默认通过 MOS让D+D-短接，手机端探测到充电器类型为DCP（专用充电端口模式）。此时输出电压为5v，手机正常充电。若手机支持QC2.0快速充电协议，则Android用户空间的HVDCP进程将会启动，开始在D+上加载0.325V的电压。当这个电压维持1.5s 后，充电器将断开D+和D-的短接， D-上的电压将会下降；手机端检测到D-上的电压下降后，HVDCP获取手机预设的充电器电压值，比如 9V，则设置D+上的电压为3.3V，D-上的电压为0.6V，充电器输出9v电压。

　　快充技术的优点是，很好地解决常规手机充电电流的限制，由于充电器输出电压的提高，手机充电环路的阻抗限制的充电电流的问题得到了很好地解决，缺点是，效率仍不是很高，在手机端发热量还比较大。

　　随着高通QC3.0的发布，很好的弥补了QC2.0效率偏低的问题。

　　充电速度是传统充电方式的四倍，是Quick Charge 1.0的两倍，比Quick Charge 2.0充电效率高38%。Quick Charge 3.0采用最佳电压智能协商（INOV）算法，可以根据掌上终端确定需要的功率，在任意时刻实现最佳功率传输，同时实现效率最大化。另外，其电压选项范围更宽，移动终端可动态调整到其支持的最佳电压水平。具体来说，Quick Charge 3.0支持更细化的电压选择：以200mV增量为一档，提供从3.6V到20V电压的灵活选择。这样，你的手机可以从数十种功率水平中选择最适合的一档。

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周锦帆