详解各大手机快充协议

随着科技更新迭代和电子数码迅猛的发展，快充已是各大手机厂商展开角逐的一大战场。随着iPhone12不再附赠充电头，而是只配一根支持PD快充的充电线，让更多的发烧友开始关注第三方充电器。

想要选一款好用的充电头的小伙伴，可能面对各种字母数字组合的充电协议的充电器无从下手。那么本篇文章，就来和大家一起看看充电协议吧。

先以大类划分下充电协议：

高电压、低电流充电方式需要到手机端进行变压，让电压下降到适合手机电池消化的范围。期间的能量损耗会以热能形式散发出来，这也导致了手机充电发热问题。

低电压、大电流方案的主要缺点则是较高的定制成本、以及低适用性。手机内部相关元件、充电头和充电线，都需要根据需求定制。以线材为例，常见的通用充电线材只能承载 3A 的电流，要实现 5A 大电流快充，就必须对充电线进行改造。我们看到当年在快充上投入大量宣传的OPPO、Vivo的充电头更大、充电线更粗，就是基于这个原因。

动态调整的快充，基本是基于多电芯（电荷泵）串联和将电压的转换操作交给充电头，然充电头而非手机去做细节的电压变动来实现的。

1、PD快充协议

PD协议需要搭配USB Type-C接口实现，最新版本为3.0版本，输出可以分为5V-2A、12V-1.5A、12V-3A、12V-5A、20V-3A、20V-5A等多种方案，最大功率可以到100W，不仅可以用在手机充电上，还可以用给笔记本或者是显示器供电。

PD 3.0协议增加了一个规范，叫PPS规范。

PPS规范：

Programmable Power Supply，谷歌要求Android7.0以上的手机搭载的快充协议必须支持PD协议。

目前，PD3.0 协议已经包含了高通QC 3.0 与 4.0 ，华为的 SCP 与 FCP ， MTK 的 PE3.0 与 PE2.0 ，还有OPPO 的 VOOC 等各类快充协议，希望在未来能够统一充电规范吧，不然家里充电头要堆满了。

PD3.0向下兼容PD2.0和PD1.0目前最新的新款智能机基本都支持PD协议快充，最新的PD协议PD 3.0已经包含了高通的QC快充协议。也就是说只要是支持PD3.0协议的充电头，都可以为支持高通QC快充协议的手机进行快充

目前手机端使用PD快充的主要是苹果，数据线一端为Type-C接口，一端为苹果Lightning口。

2、高通QC快充协议

QC快充协议，全称Quick Charge，是高通公司发布的快充技术，到今天，已经经历了5代，来到了QC 4.0+。

除了QC 4.0只兼容PD协议以外，QC 2.0、QC 3.0、QC 4.0+都是向下兼容低版本。

3、PE 协议

PE 协议由联发科推出，全称为Pump Express，其特点是允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压。

依次也经历了PE（10W以内的功率）、PE+（增加了12V、9V 和7V 三个档位）、PE 3.0（绕过充电IC进行充电，可减少发热）三代。

虽然同为芯片厂商，但PE 协议除了魅族以外，很少有手机支持。

以上均为公有协议，近年来。不少手机厂商均推出了自家的私有协议。

4、华为：FCP & SCP

SCP全称Super Charge Protocol，FCP全称Fast Charger Protocol，二者都是华为自家的私有协议。

FCP协议诞生较早，采用的是类似QC 2.0和PE协议的“高压型小电流”方案，输出规格为9V 2A 18W。

2016年后，华为推出了全新的SCP协议，采用的是类似OPPO的“低压大电流”方案，好处同样是在增大功率的同时，减少发热。

SCP的规格为4.5V/5A或5V/4.5A，也就是22.5W，最早在Mate 9就已经搭载，最近的华为P40也是这一技术支持下的22.5W快充。

后来在这一协议的基础上，华为又增加了电荷泵技术，将充电电压降到5V左右，同时将电流从4A提升到8A，也就实现了40W的超级快充。

最新的P40 Pro以及P40 Pro+上支持的40W正是源于这一技术原理。

此外，在华为Mate X上也出现过65W的超级快充，实际上也是和oppo的思路一样就是双电池充电，但是不同的是每块电池用的是电磁隔离的来达到实际60w充电速度。

5、小米 ChargeTurbo 快充协议

目前小米快充有 50W、40W、30W等快充规格，最新的小米 10 Pro 支持50W 快充，而小米10至尊版支持到了120W。

小米采用高通骁龙处理器的机型对QC 快充协议具有不错的支持，例如小米10至尊版支持QC5.0，小米10 Pro 支持 QC4+ ，两者都兼容PD3.0。

6、OPPO：VOOC 系列快充

早在14年的时候，OPPO就推出了VOOC 1.0，与主流快充采用高压方式不同，VOOC闪充采用的是低压高电流的方案。

在当时，5V/2A 10W的充电器是市场主，5V/4.5A 22.5w的VOOC闪充绝对是另辟蹊径的做法。

相比传统的高压快充，低压快充温控更好，效率更高，3000毫安时的Find7可以在30分钟内充电到75%，要知道当时还是2014年。

此外由于电池系统、线材、充电头都被重新定制过的，所以一般充电器都不适配VOOC闪充。

VOOC闪充也经历了多个版本，发展到今天的superVOOC。

2019年9月份，OPPO又发布了全新的 superVOOC 2.0，这一最新的快充技术也被用在今年发布的OPPO Find X2 Pro、OPPO Ace2 等机型上。

superVOOC 2.0 采用了双电池串联方案，以及全新的电荷泵技术，将双电芯的电压减半，兼顾效率和安全性，最终实现10V/6.5A，65W闪充。即使是亮屏状态下，也能保持闪充。

值得一提的是，superVOOC 2.0技术也让OPPO成为国产手机厂商中，第一个将氮化镓充电头作为标配的。直到今年上半年，氮化镓充电头才逐渐成为很多厂商的卖点之一。

新唐推出支持PD 3.0 USB Type-C 接口的快充方案，此解决方案包括 USB Type-C® PD 3.0 硬件层驱动程序和软件协议栈，用于开发 USB PD 应用程序。M032 系列做为通用串行总线端口管理器，NCT3807 则是端口控制器。其软件堆栈支持 USB-IF 协会的电源供电/充电规格。此解决方案支持双端口应用，新唐在 USB Type-C® PD 3.0 产品设计方面拥有丰富的经验。

方案特色

-  新唐支持 USB Type-C®和 USB 电源传递多端口设计。

-  M032 实现 USB PD 协议栈的策略引擎和协议层。

-  NCT3807 提供 VBUS 和 VCONN 电源控制、 USB Type-C® CC 逻辑以及 USB PD  BMC 物理层和协议层。

系统示意图

新唐NuMicro® M032 系列是基于Arm® Cortex®-M0 CPU的 32 位 微控制器，具有 32 位 硬件乘法器/除法器， 1.8V ~ 3.6V 的工作电压，支持5V I/O，可在 - 40~105 ℃ 范围内运行，运行工作频率高达48/72 MHz 。

M032系列为 1.8V 低电压操作接口和快速2 MSPS转换速率12位 ADC 的应用提供解决方案，具有比较器和96/144 MHz PWM 控制，让电压、电流和传感器数据可快速精确转换，并快速响应和控制外部器件。此外，M032系列还提供丰富外设，包括通用串行控制接口 ( USCI ) 可灵活设置为 UART / SPI /I²C、最多10组 UART 、4组 SPI 、4组I²C、1 -wire UART 接口，用于主设备和从设备之间的数据通信。

M032系列提供32 KB 至512 KB 的Flash，从4 KB 到96 KB 的 SRAM 。支持封装尺寸从小尺寸TSSOP20、TSSOP28、QFN33、LQFP48到LQFP64和LQFP128引脚，不同型号相同封装引脚兼容，使系统易于设计和更换器件。

M032系列的微控制器均采用无需外挂晶振USB 2.0全速设备功能，适用于USB相关应用。

开发系统与环境方面，新唐提供NuMaker 评估板和Nu-Link除错器。支持第三方提供的IDE，如Keil MDK，IAR EWARM，和带GNU GCC编译程序的NuEclipse IDE等。