高电流、高电压两大快充方案巅峰对决

快充为什么会在手机行业流行起来？

锂离子电池推进了电子设备轻薄化

1991年索尼成功开发出锂电池，至今的20多年里，它一直扮演着重要的角色，推动了电子设备的轻薄化。然而，在其被开发出来的这二十多年里，电子设备飞速发展，但锂电池技术却发展相对缓慢，尤其在目前智能机领域更大的屏幕(机身)和更高的功耗共同促使下，厂商纷纷选择更大容量的电池来提升续航。所以人们急需一种解决充电时间过久的办法，于是快充出现了。同时，充得快也能够充分利用碎片化时间高效地为电池补充电量。

快充原理是什么？快充分“两派”？

我们都知道功率W计算公式是电压Vx电流A，于是出现了三种提高充电功率的办法：电流不变提高电压；电压不变提高电流；电压电流一起提。目前大部分快充方案均选择了第一种提高电压的方式，例如高通Quick Charge 3.0已经出现在了今年的旗舰机上，而OPPO则是选择了第二种方案推出了低压高电流快充方案VOOC。

低压快充和高压快充的区别（图片引自OPPO）

对于早期的5V-1A普通充电方式，电源适配器先将220V交流电降低为5V直流电，然后在手机端再调整为约4.2V(锂离子电池充电截止电压4.2V)；高电压快充方案则是第一次由电源适配器将220V交流电降为9V直流电，然后在手机端再降为约4.2V；VOOC低压高电流快充方案则是第一次就直接降至约4.2V，无需手机端再次电压转换。

所以，由于锂电池存在耐受电压限制，无论是高电压快充还是高电流快充，最终都是4.2V充入电池。但是用过高电压快充的网友一定有所体会，快充过程中手机发热较为严重，主要是由于手机端二次降压时的能量损耗导致，而高温是导致电子元器件老化的一大原因。高电流快充方案由于在电源适配器就完成了所有电压转换，所以手机端不会二次降压，也就没了严重的发热现象。

高电流快充方案VOOC有哪些好处？

VOOC闪充充电过程中发热量小（图片引自OPPO）

上面提到，由于高电压快充方案存在二次降压，所以降压过程中的能量损耗导致高压方案的充电转化效率仅在80%左右；VOOC低压快充方案由于无需手机端降压，所以充电转化率提高到了97%，同时避免发热现象。

高电压快充时9V甚至12V的电压除了发热量大，转化率较低外，由于与目标电压4.2V之间的压力差较大，也对电路的可靠性有着更高的要求，一旦手机降压电路发生故障，会出现过高电压直接施加在锂电池上，超出电池耐受电压导致安全隐患。

低压高电流快充方案“VOOC闪充”的好处总结就是：充电快、发热少、安全。

VOOC低压闪充推广难点在哪里？

VOOC闪充需要定制化电源、线材、接口、电池

低压高电流快充方案存在诸多好处，能为消费者提供更好的快充体验。但有一个不可避免的问题就是成本过高。VOOC低压闪充功能需要电源适配器、接头、线材、电池全部定制化生产，由此带来了巨额的成本增加。同时，由于全部需要定制生产，所以目前也只有OPPO机型能够用上VOOC低压闪充。另外，VOOC闪充为了进一步提高安全性，为充电过程增加了适配器过载保护、闪充条件鉴定保护、接口过载保护、电池过载保护、电池熔丝保护，共计五重防护。

而从市场反应来说，不管是VOOC闪充还是高通的Quick Charge技术，经过多次迭代后的技术方案都已经比较成熟。业界对Quick Charge 3.1的质疑在于，Quick Charge 3.1的电压已经超出了Type-C接口能够承受的电压范围。不难理解，外界对快充技术的疑惑主要集中在以下两个方面：
　　
其一，高压快充面临的安全隐患。高压快充技术需要经过手机的降压电路为锂电池输送4.2V的耐受电压。而一旦手机的降压电路发生故障，会出现9V或者12V电压直接施加在锂电池上，远远超出了锂电池的耐受电压，会出现起火爆炸等安全隐患。外界对Quick Charge 3.1的质疑也源自于此，Type-C所能承受的安全电压的范围在4.45到5.25伏之间，那么在为低电压设计的线缆两端加上更高的电压，无疑会引发严重的后果。或许手机厂商可以设定Quick Charge 3.1的电压，以防止USB Type-C接口出现问题，但这种方式能否保证充电效率，目前还没有给出肯定的答案。
　　
其二，充电时手机的温升控制问题。根据高压快充的工作原理，在充电过程中存在两次降压环节，先是在充电适配器内将220V电压转换为9V或12V，再利用手机降压电路将电压转换为4.2V左右。相比于5V到4.2V的转换，高压快充的发热量要高于普通充电方式，而发热恰是造成电子元器件老化的重要因素。对比来看，以VOOC闪充为代表的低压快充解决方案似乎更有优势，一方面将变压环节一次性在适配器内完成，可以直接向手机输出锂电池的耐受电压，不使用手机降压电路转换；另一方面通过增加USB传输线数量、电池接触点等以容纳更大的电流，从而有效避免了充电过程中的发热问题。
　　
为何多数手机厂商钟情Quick Charge？
　　
站在手机厂商的角度来看，要解决产品的续航难题，面临着两种选择，要么尽可能的增大电池容量，要么最大程度的提升充电效率，很明显在技术条件的限定下，大多数手机厂商更青睐于后者。高通和联发科等芯片厂商恰是看到了这一需求，这也是高通的QuickCharge能够在两年内赢得超过70款设备和200款配件支持的原因所在。然而，Quick Charge本身和Type-C接口的不兼容，或将让手机厂商们在快充解决方案上再次面临高压和低压的抉择。
　　
首先，从成本控制来讲，高通的高压快充解决方案似乎更符合手机厂商的胃口。高通的Quick Charge快充解决方案已经实现了从1.0版到3.1版的过渡，而高通也特别声明Quick Charge 技术将被推广到骁龙400、600、800全系列以及后续开发的芯片上。考虑到高通在手机芯片领域的巨大市场占有率，选择Quick Charge作为快充解决方案，在很大程度上降低了手机厂商的开发成本。这一点在OPPO的VOOC闪充身上十分明显，OPPO研发VOOC闪充耗时三年。
　　
其次，从市场推广来讲，高压快充胜在兼容性。包括三星、LG、HTC等无不选择了基于高通的Quick Charge技术的解决方案，除了成本上的优势，和兼容性上的优势不无关系。一则高通的解决方案可以快速实现多种产品的应用，也降低了配件和服务上的门槛。而VOOC闪充当前仍需要定制的适配器和电池搭配下使用，为此OPPO不得不定制专门的适配器、电池、数据线甚至是电路和接口。不过，凭借技术上的优势，OPPO成功将VOOC闪充打造成了独特的卖点，并形成了由手机、移动电源、车载设备等组成的VOOC闪充生态圈。
　　
低压快充技术或成未来发展的趋势
　　
一个既定的事实是，技术能否落地最终都将回归到用户体验上，快充亦是如此。和手机厂商考虑的因素有所不同，市场的选择更多的是基于用户体验的，从这一点来看，低压快充似乎有着更广泛的前景，而手机市场的两个趋势也印证了这一点。
　　
近两年手机市场的一大趋势就是Type-C接口的“爆红”。随着MacBook的发布，Type-C接口在兼容性、便捷性等方面的优势被市场看好，国内也有不少手机厂商涉足于此。而高通Quick Charge的电压问题恰是因为和Type-C接口的不兼容，低压快充技术似乎迎来了一个机遇。另一个趋势是，高压快充技术迎来了更多的参与者，比如联发科的Pump Express技术和苹果的20V快充技术，也就意味着高压快充在未来会有更多的标准出现，Quick Charge在兼容性上的优势将不复存在，而低压快充技术依靠专利门槛以及可靠性和效率上的优势，有利于进一步扩大和高压快充技术鼎足而立的局面。
　　
不管是高压快充还是低压快充，都还有很多技术上的问题亟待解决，也都有各自的优点和不足。就目前来看，高压快充技术在一定程度上解决了手机续航的痛点，却也引发了用户对高压快充安全性的质疑，对以VOOC闪充为代表的低压快充有利好的作用。