QC(Quick Charge)快速充電是什麼

本頁將詳細介紹AC適配器中的QC(Quick Charge)快速充電技術。這是一種可對智慧型手機等小型電子裝置進行快速充電的便利充電方式。

什麼是QC(Quick Charge)快充?

Quick Charge是由從事行動通訊技術與半導體設計開發的美國企業Qualcomm公司獨自開發的電池充電協定, 主要透過與電源進行通訊並協商電壓, 以管理經由USB供應的電力。

Quick Charge是一項專有技術, 可讓以充電電池驅動的小型電子設備(如手機)以超過基本USB標準所允許的5.0V/2.0A額定值進行充電。在此類AC轉接器的快充技術領域中, MediaTek公司的Pump Express方式與Oppo公司的Vooc方式等, 也有多家企業擁有各自的競爭技術。

此協定不僅應用於搭載Qualcomm SoC的手機裝置, 也被多家廠商的快充系統所採用, 常見於壁掛式AC轉接器與車用充電器等產品。不過, 若裝置與充電器雙方皆未支援QC充電方式, 則無法進行QC充電。

QC(Quick Charge)的歷史

2012年, USB PD正式發表

2012年, 為促進Universal Serial Bus(即USB)、Wireless USB與USB On-The-Go等技術而成立的非營利組織USB Implementers Forum(USB-IF)正式宣布USB Power Delivery(USB PD)規格最終定案, 使設備可透過支援的USB連接埠取得最高100W的電力。這項劃時代的新技術首次應用於Xiaomi公司的Mi Mix 3原型機, 實現了17分鐘內從1%充至100%的快速充電。

Quick Charge 1.0與2.0的問世

2013年開發的Quick Charge 1.0僅支援Qualcomm行動SoC系列Snapdragon 600晶片組。電壓維持在USB(5V)標準, 但電流設定為2A, 約比BC 1.2的電流高出三分之一。

作為快充新標準而廣受歡迎的首個版本是Quick Charge 2.0, 支援多個版本的Snapdragon。與Quick Charge 1.0的主要差異在於將電流限制為最大2A, 並將電壓提高至最大12V。開發此技術的目的在於, 當時許多連接USB與MicroUSB端子的線材無法支援超過2.4A的電流, 若未加以對應可能導致過熱事故而產生危險(熱損失與電流大小及電阻平方成正比)。因此Qualcomm選擇提高電壓而非電流。最終最大功率由最初QC版本的10W(5.0V/2.0A)提升至QC 2.0的18W(12.0V/1.67A)。

此外, 還導入名為Dual Charge(最初稱為Parallel Charging)的選配功能, 透過使用兩個PMIC將電源分為兩路, 以降低裝置溫度。

Quick Charge 3.0的問世

2015年, Qualcomm開發了Quick Charge 3.0。基本上沿用Quick Charge 2.0的技術, 並透過支援Quick Charge 3.0的裝置實現更快速的充電。

Quick Charge 3.0導入了INOV(Intelligent Negotiation for Optimal Voltage)、Battery Saver、HVDCP+(High Voltage Dedicated Charging Port)以及選配的Dual Charge+。INOV是一種在最大化效率的同時判斷最佳電力傳輸的演算法。Battery Saver的目標是在500次充放電後仍可維持至少80%的原始電池容量。根據Qualcomm發表, Quick Charge 3.0相較於Quick Charge 2.0可降低溫度最多4-6℃、提升速度16%、提高效率38%; 若Quick Charge 3.0搭配Dual Charge+使用, 相較於Quick Charge 2.0搭配Dual Charge, 可降低溫度最多7-8℃、提升速度27%、提高效率45%。

在使用2750mAh電池的實驗中, 若使用傳統AC轉接器(5.0V/1.0A)且未使用Quick Charge 3.0, 30分鐘僅能充電12%; 而使用Quick Charge 3.0時, 35分鐘內即可從0%充至80%。Quick Charge 3.0支援USB Type-A、USB Type-C、Micro USB及專用連接埠。

Quick Charge 4.0與4.0+的問世

Qualcomm於2016年12月同時發表Quick Charge 4.0與Snapdragon 835。

Quick Charge 4搭載HVDCP++、選配Dual Charge++、INOV 3.0及Battery Saver Technologies 2, 同時支援USB Type-C與USB PD規格。若AC轉接器或裝置其中一方未支援, 則支援回退至USB PD。此外, 還新增過熱、過電壓、過電流保護措施以及線材品質檢測功能。Qualcomm表示, 使用Dual Charge++的Quick Charge 4相較於使用Dual Charge+的Quick Charge 3.0, 可降低溫度最多5℃、提升速度20%、提高效率30%。

之後, Quick Charge 4+於2017年6月1日發表。Qualcomm導入如Intelligent Thermal Balancing等進階安全功能, 透過自動選擇溫度較低的電流路徑並消除熱點來最佳化供電, 並實現對過熱、短路及USB Type-C接頭損壞的保護。