QC(Quick Charge)快速充電是

本頁詳細介紹AC變壓器中的QC(Quick Charge)快充技術。這是一種能讓智慧型手機等小型電子設備進行快速充電的便利充電方式。

QC(Quick Charge)快速充電是什麼?

快速充電是由總部位於美國、從事行動通訊技術與半導體設計開發的高通公司所獨自開發出的電池充電協定,主要透過與電源間的通訊協商電壓,用以管理透過USB供給的電力。

快速充電是一項獨自技術,主要用於超越USB基本標準所允許的5.0V/2.0A額定功率來為手機等使用電池的小型電子設備進行充電。對於這類AC變壓器的快速充電方法領域,許多企業擁有競爭性的獨自技術,例如聯發科技的Pump Express方式以及Oppo的Voop方式等。

此協定不僅應用於內建高通SoC之手機裝置,也被各大廠牌的快速充電系統所採用,可見於壁掛式的AC變壓器及車載充電器等設備上。值得注意的是,若裝置與充電器雙方皆不支援QC充電方式,則無法進行QC充電。

QC(Quick Charge)快速充電的歷史

2012年,USB PD正式發表

2012年,為推動USB、無線USB與USB On-The-Go等規格而設立的非營利機構USB-IF(USB Implementers Forum)於官方發表中宣布USB Power Delivery(USB PD)規範正式定案,使得裝置透過支援的USB埠可汲取最多100W的電力。這項突破性的技術首次被小米的Mi Mix 3的原型機採用,實現了從1%充到100%僅需17分鐘的快速充電。

Quick Charge 1.0&2.0的出現

於2013年開發的Quick Charge 1.0僅支援高通的行動SoC系列Snapdragon 600晶片組。雖然電壓維持USB標準的5V,但電流設定為2A,比BC 1.2標準高約三分之一。

真正受到極大歡迎的是作為新一代快速充電標準的Quick Charge 2.0。它支援多種版本的Snapdragon晶片。與QC 1.0的主要差異在於:限制電流最高為2A,但電壓可提高到最多12V。此技術的開發目的,是因當時大多數連接USB與MicroUSB端子的線材無法承受高於2.4A電流,如未處理恐造成過熱風險(熱損耗與電流大小及電阻平方成正比)。因此高通選擇提升電壓而非電流,以避免這些風險。最終,QC 1.0的最大電力為10W(5.0V/2.0A),而QC 2.0則達18W(12.0V/1.67A)。

此外,還導入名為Dual Charge(初稱Parallel Charging)的選用功能,透過兩個PMIC將電源分流為兩條路徑,有效降低裝置溫度。

Quick Charge 3.0的出現

2015年,高通開發出Quick Charge 3.0。基本上延續QC 2.0的技術,並利用與QC 3.0相容的裝置實現更快速的充電。

Quick Charge 3.0導入了INOV(最佳電壓智能協商系統)、Battery Saver、HVDCP+(高電壓專用充電埠)與選配的Dual Charge+。INOV是一種可最大化效率並判斷最佳電力傳輸的演算法;Battery Saver目標是在充放電500次後,仍保有原始電池容量的至少80%。根據高通公告,Quick Charge 3.0與QC 2.0相比,可降低溫度4~6℃、充電速度提升16%、效率提升38%;若使用QC 3.0的Dual Charge+,與QC 2.0搭配Dual Charge比較之下,則可達到最多溫度降低7~8℃、充電速度提升27%、效率提升45%。

在使用2750mAh電池進行的實驗中,舊型的AC充電器(5.0V/1.0A)於30分鐘僅能充入12%,而使用Quick Charge 3.0則可於35分鐘內完成0%至80%的充電。Quick Charge 3.0支援USB Type-A、USB Type-C、Micro USB及專用接頭。

Quick Charge 4.0與4.0+的推出

高通於2016年12月同時發表了Quick Charge 4.0與Snapdragon 835。

Quick Charge 4.0搭載HVDCP++、選用的Dual Charge++、INOV 3.0與Battery Saver Technologies 2。其支援USB Type-C及USB PD兩種規格,若AC變壓器或裝置無法對應,則可自動切換至USB PD。並新增過熱、過壓、過電流等保護對策與充電線品質檢測功能。根據高通數據,搭配Dual Charge++的QC 4.0與搭配Dual Charge+的QC 3.0相比,溫度可最多降低5℃,速度提升20%,效率提升30%。

之後,Quick Charge 4+於2017年6月1日正式發表。高通導入Intelligent Thermal Balancing等先進的安全機能,可自動使用溫度較低的電流路徑來消除熱點,實現最佳化供電及防止過熱、短路或USB Type-C接頭損壞等情況。

最新的Quick Charge 5登場

回顧迄今為止Quick Charge的發展歷程,於2020年7月27日,高通正式宣布Quick Charge 5問世。

雖然尚未廣泛普及於市面上,但高通指出,Quick Charge 5可讓搭載4500mAh電池的智慧型手機達成最高100W電力的充電,並在5分鐘內充電達50%。該規格具備與USB PD的相互相容性,同時其技術支援為雙電芯充電時,與AC變壓器協商電壓與電流值倍率雙倍。舉例來說,單顆電池所需電壓為8.8V時,雙電芯裝置便可要求PPS(Programmable Power Supply)充電器輸出17.6V,再將其電壓分為兩條路徑供電予兩顆電池,達成總共5.6A電流、100W充電功率的需求。

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