QC(Quick Charge)快速充电是什么

本頁詳細解說了AC適配器中的QC(Quick Charge)快速充電。這是一種可實現智慧手機等小型電子設備的快速充電的便利充電方式。

QC(快充技术)是什么?

快充技术是指美国企业高通公司自主开发的一种电池充电协议,该公司主要从事移动通信的通信技术及半导体的设计开发。该协议通过与电源通信协商电压,主要用于通过USB接口管理供电。

快充技术是一种独有技术,主要用于为以电池驱动的小型电子设备(如手机等)提供超出基本USB标准(5.0V/2.0A)额定值的充电。这类AC适配器的快充方式领域中,包括联发科技的Pump Express、Oppo的Voop等众多企业都拥有自己的竞争技术。

该协议不仅被应用于搭载高通SoC的手机设备,也被采用于多家厂商的快充系统中,常见于壁挂式AC适配器和车载充电器等设备中。不过,需要设备和充电器两者都支持QC充电协议,才能实现QC快充。

QC(快充技术)的历史

2012年,USB PD的官方发布

2012年,为推动通用串行总线(即USB、无线USB、USB On-The-Go等)的普及而成立的非营利组织USB实施者论坛(USB-IF)正式发布USB Power Delivery(USB PD)规范,最终确定设备可通过支持的USB端口获取最高100W电力。这项划时代的新技术,最早被应用于小米Mi Mix 3的原型机上,实现了17分钟内从1%充到100%的快充表现。

Quick Charge 1.0与2.0的诞生

2013年开发的Quick Charge 1.0,仅适用于高通骁龙600系列芯片组。电压保持在USB标准的5V,电流设定为2A,也就是比BC 1.2支持的电流高约1/3。

Quick Charge 2.0是真正受到市场广泛欢迎的新一代快充技术,支持更多版本的骁龙芯片。与1.0相比,2.0在电流最大为2A的基础上,将电压提高至12V。由于当时连接USB和Micro USB端子的线缆大多不支持超过2.4A的电流,因此若继续提高电流,容易导致过热事故。而热损失与电流和电阻的平方成正比,高通选择了提高电压的方式。QC初始版本最大输出功率为10W(5.0V/2.0A),QC 2.0提高至18W(12.0V/1.67A)。

此外还引入了名为Dual Charge(最初称为Parallel Charging)的可选功能,使用两个PMIC将电源分流,从而达到降低设备温度的目的。

Quick Charge 3.0的出现

2015年高通开发了Quick Charge 3.0,基本基于Quick Charge 2.0的技术,并且在兼容的设备上可实现更快的充电速度。

QC 3.0引入了INOV(智能最优电压协商)、电池保护机制、HVDCP+(高电压专用充电端口)、可选的Dual Charge+等新特性。INOV是一种在提升能效的同时判断最优电力传输的新算法。电池保护功能旨在在500次充放电后仍保持电池80%以上的原始容量。根据高通的发布,Quick Charge 3.0相比2.0最多降低4~6℃、速度提升16%、效率提高38%;若使用Dual Charge+,则相比2.0的Dual Charge功能可额外降低7~8℃,加快27%,提升45%的充电效率。

在使用2750mAh电池的实验中,若仅使用传统的AC适配器(5.0V/1.0A),30分钟内只能充入12%。而采用Quick Charge 3.0则能在35分钟内将设备从0%迅速充电至80%。Quick Charge 3.0兼容USB Type-A、USB Type-C、Micro USB以及专有接口。

Quick Charge 4.0与4.0+的发布

高通于2016年12月发布了Quick Charge 4.0以及骁龙835。

QC 4.0包含HVDCP++、可选的Dual Charge++、INOV 3.0、电池保护技术2等组件,兼容USB Type-C和USB PD规格。当AC适配器或设备端不支持时,可切换回USB PD协议。还新增过热、过电压、过电流保护装置,以及电缆质量检测等安全功能。高通表示,使用Dual Charge++的QC 4.0相比QC 3.0的Dual Charge+最多可降低温度5℃、加快20%、效率提升30%。

随后在2017年6月1日发布的Quick Charge 4+中,高通引入如智能热平衡功能,可自主选择温度较低的电流路径供电、消除热点,从而实现过热、短路、USB Type-C连接器损坏等的保护。

最新的Quick Charge 5登场

前面已按时间顺序介绍了Quick Charge的发展历程,而Quick Charge 5则于2020年7月27日正式登场。

虽然当前尚未完全普及,但根据高通的发布,Quick Charge 5支持4500mAh电池的智能手机以最高100W的功率,仅需5分钟即可充入50%电量。该协议与USB PD互相兼容,其技术可在为双电芯充电时,通过与AC适配器通信,将电压和电流提高到两倍。例如,单电池需要8.8V,则双电芯组合将在PPS(可编程电源)充电器下输出17.6V,由此将电压分配给两个电池组,总输出电流为5.6A,从而实现100W的充电目标。

Unifive的QC充电器

我们不断追加紧凑型QC功能与USB PD兼容的产品线。与市场流通的消费型电源不同,我们是依据业用标准进行设计。如需样品或对产品有任何问题,欢迎随时联系我公司销售代表。

 

相关内容