原创快充技术: USB Power Delivery和Quick Charge™介绍

 2021-2-5 09:32  4376 26 5 分类: 消费电子文集: 快充

手机、电脑等科技产品性能越来越强大，屏幕也越生产越大，连带耗电量也逐渐增加，如何实现快速充电是用户关心的话题。但是，在用户体验中，以下问题现象成为了消费者困扰的难题。

手机具备快充功能，但是充电速度为什么依旧很慢？
快充安全有隐患？充电爆炸成恐慌。
边滑手机边充电，手机发热惹惊慌？！

市场产品品质参差不齐，消费者若使用不符合规范的充电器进行充电，或是使用标准不合的充电器或者使用了劣质线材，手机不但无法实现快充功能，更会产生安全隐患。关于快充，您又知多少？

快充原理：

在电学上，电压（伏特，V）乘以电流（安培，A）就可以得到功率（瓦特，W），充电瓦数越高，代表充电所需的时间越短。现在的快充技术可透过以下三种方式实现。

1. 高电压低电流模式：增强电压，提高充电功率

2. 低电压高电流模式：提高电流，加强充电功率

3. 高电压高电流模式：增强电压，提高电流

简单来讲，快充就是在安全的负载范围内，能够有效提升产品充电速度、降低充电时间。目前市面上热议的快充技术，包括高通推出的Quick Charge™ (QC)及USB开发者论坛所定义的USB Power Delivery (PD)。

什么是USB Power Delivery?

USB Power Delivery (USB PD)是利用USB (Universal Serial Bus)线缆，最大可供100W供电受电的USB供电扩充标准。过往USB最大供电功率分别为USB 2.0 (2.5W)、USB 3.0 (4.5W)、BC 1.2版本（7.5W），现在一跃至100W供电受电，因此笔记本电脑、平板电脑等以往无法支援的设备也能进行供受电，可支援的设备大幅扩大。

USB PD使用USB Type-C®连接器，可以在以往USB资料通讯的同时进行供电，涵盖手机、相机、充电宝、平板电脑、笔记本电脑、显示器等，一条线简单搞定充电及数据传输。另外还支援Alternate Mote模式，因此可以处理视频信号。使用1个USB段子就可以进行数据传输、供电受电、视频信号传输，从而可以搭建简单、便利性高的环境。

USB Power Delivery (USB PD) 技术

USB Power Delivery (USB PD) 1.0规范种对供电能力设定为五个级别（Profile 1~5）:

Profile 1（提供5V@2A，10W供电，适用于手机等各类可便携式装置）
Profile 2（提供5V@2A、12V@1.5A、10~18W供电，适用于平板电脑或外接存储装置）
Profile 3（提供5V@2A、12V@3A 36W供电，适用于超极本等装置）
Profile 4（提供5V@2A、12/20V@3A 60W供电，microUSB支持的最大供电规格，适用于All in One电脑）
Profile 5（提供5V@2A、12V@5A、20V@5A 100W供电，用于标准A/B与USB Type-C®连接头，适用于液晶显示器、平板电视）

USB PD 1.0支持四种电压5V、9V、15V、20V，最高100W，并向下兼容USB 3.2/2.0、BC 1.2/1.1/1.0，并有5种Profile。USB PD 2.0可使用Type-A、Tyep-B及Type-C接口。到了USB PD 3.0，仅能使用USB Type-C®接口，并加入PPS（Programmable Power Supply）。

USB PD 2.0 VS. USB 3.0

什么是QC快充？

Quick Charge™ (QC)快充为高通公司（Qualcomm®）所研发的快充技术，只要有搭载旗下晓龙™Snapdragon系统晶片的安卓手机，皆可使用其快充技术。除了支持多款采用晓龙™Snapdragon处理器的手机之外，也支持部分其他品牌的处理器。QC快充技术推出的历史版本如下：QC 1.0支援10W起；QC 2.0支援15W起；QC 3.0支援18W起；QC 3+支援18W起；QC 4 支援18W（A）/27W（B）起；QC 4+支援18W（A）/27W（B）起；QC 5支援45W起。

2020年高通（Qualcomm®）推出商用快速充电技术Quick Charge™ 5 (QC 5)，可支持Android智能手机大于100W充电功率的快充晶片。其效率较前一代高70%，且充电速度快4倍，装置电量于5分钟可从0%充至50%；同时采用高通（Qualcomm®）旗下充电功率智能识别配接器技术，可在最高电力转换传输效率下确保充电安全，因此可延长装置电池的寿命。