超級快充即將來臨，100W功率不是夢，關於快充技術和供應鏈詳解
手機已經成為了人們生活中不可或缺的產品，每個人多少對於手機都有一些依賴。當我們把大部分時間都放在手機上時，總是會感覺手機電量消耗的非常快，特別是目前手機一天兩充基本上都成為了常態。
手機行業的不斷髮展，除了手機的效能越來越強大以外，在外觀上也出現了很大的變化。手機螢幕尺寸越來越大，消費者和廠商都對於全面屏有著特殊的青睞。當然，這些都導致了手機的耗電量越來越大，而且還在不斷的壓縮電池的體積。
LG曾做過一個調查報告，稱有90%以上的人會因為手機沒電感到焦慮，有41%的人會在手機低電量時錯過重要電話，而17%的男性則很容易因為手機沒電而失約——這種現象被稱為“低電量焦慮症”（low battery anxiety）。
在電池技術得不到更新的情況下，充電技術成為了新的突破口，如果無法解決手機耗電量的問題，那麼解決手機充電速度也是一個不錯的辦法。
手機充電本質上是一個鋰離子在電池正負極之間移動的過程。而鋰電池的充電過程一般又被分為三個階段。分別是恆定電流預充電，大電流恆定電流充電、恆定電壓充電。
在手機電量極低時，首先通過較小的恆定電流來恢復鋰電池的活性，然後加大恆定電流，提高電壓，來達到快速的充電效果，放最後手機電量快要充滿時，在恆定電壓下滿滿減小電流，直到充滿。
在這個過程中，都是由手機內建的電源管理晶片進行控制的，而充電器只是對電源管理晶片的指令進行調控。所以在手機充電上，必須得適配合適的充電器，這樣才能達到最好的效果。
電源管理晶片在電子元器件中的作用越來越重要，雖然名氣並不大，不過沒有一個電子產品敢於忽視電源管理晶片。尤其是手機進入智慧化時代後，電源管理晶片的作用更加顯著。在電源管理晶片這個領域，各家的份額都比較分散，目前，電源管理廠商還是以日企和歐美廠商為主導，國產廠商數量龐大但產品質量和產業規模和歐美比仍有差距。
德州儀器（TI）
美國德州儀器公司（簡稱：TI）是世界上最大的類比電路技術部件製造商，全球領先的半導體跨國公司。
TI很早就涉獵了無線充電領域。2015年，在無線充電領域深耕5年的TI終於獲得回報，三星最新旗艦手機Galaxy S6選擇搭載TI的無線充電晶片，這使得TI在電源管理晶片領域邁出了重要一步。TI還發布了一款業界首發的電池充電控制器bq25703A和bq25700A，採用這款新型控制器的電池充電介面卡可以通過USB Type-C或者USB PD介面，向包括筆記本電腦、手機、無人機等採用不同介面或不同串數電池組的電子產品充電，而這將大大提高消費者的充電使用體驗。
安森美（ON Semiconductor）
產的電源管理晶片能夠節省多達90%的待機能耗。安森美半導體的GreenPoint高能效電源參考設計系列包括ATX電源、液晶電視機電源和膝上型電腦介面卡等，均符合現有的高效標準。
安森美一直就覬覦電源管理晶片老大的位置，近年來動作頻頻。2015年下半年，安森美以邀約收購的方式併購了Fairchild，併購之後安森美員工透露公司已經成為電源管理晶片第一大廠。2016年10月，安森美推出高度整合的單晶片移動電源方案用於開發下一代鋰離子電池供電的產品。可以為鋰電池提供寬廣的功率和5伏(V)、9 V和12 V工作的電壓/電流輸出範圍，通過簡單的FET選擇，最大充放電能力達30瓦(W)。
恩智浦（NXP）
恩智浦半導體(NXP Semiconductors)是全球前十大半導體公司，創立於2006年，先前由飛利浦於50多年前所創立。在快充市場，恩智浦算是先驅企業，在2013年恩智浦就研發出了能夠快速充電的電源晶片
高通（Qualcomm）
高通創立於1985年，是全球3G、4G與下一代無線技術的企業，目前已經向全球多家制造商提供技術使用授權，涉及了世界上所有電信裝置和消費電子裝置的品牌。目前高通的電源管理晶片都由臺積電進行生產。
三星
三星作為目前世界上首屈一指的科技公司，在供應鏈上涉足的最為廣泛，三星的電源管理基本上都用到自家的三星手機上。而年初發布的魅族15系列也是採用了三星的電源管理晶片。
可以看出，除了聯發科，國產電源晶片廠商具有代表性的幾乎沒有了。國內市場差的並不是參與廠商數量，而是高階技術和行業巨頭數量。與應用處理器之類大規模數字積體電路相比，電源管理類晶片的進入門坎相對來說並不高，這也正是國產電源廠商數量龐大的原因。在模擬電源管理晶片層面，國產廠商和世界一流廠商的差距並不明顯。一方面是基於傳統模擬技術的電源管理產品在設計上已沒有太大難度，另一方面國內企業在晶片封裝和代工水平也已經達到了一流電源管理晶片採用的水準。
但也正是由於技術門檻不高，國產模擬電源管理晶片過早的產能過剩，價格戰提前開打，大廠心力交瘁，小廠為了生存無所不用其極，研發新技術動力明顯不足。
優秀的電源管理晶片給手機充電帶來的好處不言而喻，特別是在如今快充普及的年代，可以說電源管理晶片的好壞對於充電的質量和鋰電池的保護有些重要的作用。
本質上，快充就是一種在合理的範圍內提高手機充電功率的技術，快速的為手機充入更多的電量。而電壓和電流正是決定功率的兩個主要因素，所以目前所有的快充基本上都分為兩種方案，一種是高壓小電流，另外一種就是低壓高電流。目前所有的快充技術都來自於這兩種方案。
1、OPPO VOOC閃充技術
VOOC閃充技術是“低電壓高電流”快充方案的典型代表。眾所周知，高電流同樣會導致手機發燙從而產生安全隱患。而VOOC閃充技術創新性的將充電控制電路移植到了介面卡端，也就是將最大的發熱源移植到了介面卡。這樣控制電路在介面卡，而被充電的電池在手機端，充電時手機發熱得以很好的解決。 第一代的VOOC充電器體積極大而且充電線介面處還有斷掉的危險。好在隨著技術的進步第二代VOOC mini充電器已經問世。其體積已然同標準USB充電器相當，便攜性極高，安全性也得到了完美的保證。VOOC技術最大的缺點在於其只適用於OPPO一家的產品，相容性較差。
VOOC閃充系統中有兩樣與眾不同的硬體設計——7針micro USB介面和8金屬觸點電池以及相對應的內部MCU電路。電池部分可以理解為一個普通兩塊電池形成的串聯，按照輸出為5A算，VOOC閃充就相當於是在分別用2.5A的電流給這兩塊電池充電。為了更好的對充電流程進行控制 (比如控制電路需要實時監測電池電壓、溫度等)，OPPO特別在介面卡端加入了智慧控制晶片MCU，介面卡端實現了充電控制電路，智慧控制充電的整個流程。
2、高通QC快充技術高通
QC快充技術是目前應用最廣泛的快充技術，主導著手機市場。高通QC快充技術從2013年推出QC1.0至今已經發展到QC4.0。
QC1.0時代：突破了USB-IF關於USB Battery Charge 1.2協議1.5A的電流上限，將電流提升到2A，相比老的傳統充電器，充電時間縮短40%。
QC2.0時代：相比起舊有標準，QC2.0劃時代的改變了充電電壓，從保持了多年的常規的5V提升至9V/12V/20V，這意味著一臺高電壓充電器可以適配更多裝置，而且可以抵消劣質充電線和較長充電線帶來的電壓損耗，從而保證充電的效率。與QC1.0保持相同2A電流下可實現18W大功率電力傳輸，大大縮短了充電時間。
增大電壓，功率是上去了，效率卻下降了。電壓每提高一檔，效率約下降10%，這些能量大部分轉化為熱量，所以20V電壓檔幾乎就沒人用了，只保留了5V、9V、12V三個檔。即便如此還是熱的不行，高通也覺得5V到9V步子邁的太大，有點扯到蛋，於是可以以0.2V為單位不斷調節直到找到最合適的電壓，多大的電壓最合適？高通有自己獨特的電壓智慧協商（INOV）演算法，這就是QC3.0。
QC3.0時代：在QC2.0 9V/12V兩檔電壓基礎上，進一步細分電壓檔，採用最佳電壓智慧協商（INOV）演算法，以200mV為一檔設定電壓並可自適應調節，最低可下探至3.6V最高電壓20V，並且向下相容QC2.0。由於全面使用了Type-c介面取代原來的MicroUSB介面，最大電流也提升到了3A，因為電壓更低所以效率提升最高達38%，充電速度提升27%，發熱降低45%。
QC4.0時代：提升功率至28W，並且加入USB PD支援。取消了12V電壓檔，5V最大可輸出5.6A，9V最大可輸出3A，並且電壓檔繼續細分。
QC4.0+時代：主要改進：雙充功能，智慧熱平衡和高階安全功能。雙充裝置內建一個電源管理整合晶片，可以將電流分成兩半，使晶片散熱速度加快，減少充電所需時間。智慧熱平衡功能能夠自動讓電流選擇雙充中溫度較低的路徑，讓裝置在快速充電的同時保持低溫。
3、聯發科Pump Express快充技術
Pump Express技術與高通QC2.0雖在實現方式上有所不同，卻有異曲同工之妙。高通QC2.0是通過USB埠的D+和D-來個訊號實現調壓，而聯發科的Pump Express快充技術，是通過USB埠的VBUS來向充電器通訊並申請相應的輸出電壓的。QC2.0是通過配置D+和D-電壓的方式來通訊，Pump Express是通過VBUS上的電流脈衝來通訊，但最終的目的是提升充電器的電壓到5V，7V，9V。
聯發科Pump Express 3.0是全球首款採用了USB Type-C介面直接充電的快充方案，電源的電流直接傳送至電池，省去了普通快充方案所需的充電線路，這樣做將直接降低手機充電時的溫度，聯發科官方訊息稱，Pump Express 3.0比Pump Express 2.0的功率減少50%！
4、TI的maxcharge技術
儘管德州儀器已經退出了手機晶片市場，但顯然其沒有完全放棄。TI推出了maxcharge技術，對高通QC2.0和聯發科的Pump Express，以及TI自身的高效能充電管理做了一次整合，比較有代表性的方案有BQ25895，其最大充電電流可達5A，最大輸入電壓14V，可以很好地支援QC2.0和Pump Express標準的充電器。
在目前國產的主流手機當中，oppo和vivo都是用的自家的閃充，小米、錘子、努比亞等眾多廠商則是用的高通的快充解決方案，華為是用的自己的Super Charge快充，魅族則是採用了聯發科的PE快充方案。從已經發布的手機來看，顯然當屬OPPO Find X蘭博基尼版的Super VOOC快充，功率高達50W，35分鐘就能充滿3800mAh的電池。當然，華為的Mate 20 Pro高達40W功率的快充也已經相當不錯了。目前這兩款手機的快充在手機行業中仍然是遙遙領先。
