快充协议的奥秘：工作原理与特性比较

一、 前言

最近，我打算设计一款类似于手机快充头的电路板，目的是为设备提供快速充电功能。为了实现这个目标，我查阅相关资料，研究了各种快充协议，并在此过程中进行了一些总结和归纳。现在，我想把这些知识分享给大家，帮助大家更好地理解快充协议的工作原理，以及各种快充协议的特点。

二、快充协议

快充协议是一种能够实现更快速、更高效、更安全的移动设备充电方式，通过协议规范化和技术优化，可以在较短时间内为设备充电，以满足用户快速充电的需求。

具体来说，快充协议通常包括一种握手机制，让设备（如手机）与充电器之间能相互识别，并以正确的电压和电流进行充电。握手阶段发生在设备插入充电器后，设备和充电器会交换信息，包括设备支持的快充协议版本、最大接受电流等。在握手成功后，充电器就会根据设备的需求调整输出的电压和电流。

1.公有协议

1.1 PD协议

介绍

PD充电协议，全称为USB Power Delivery，是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范，是目前主流的快充协议之一。PD充电器上的芯片可以控制充电过程，一旦充满就自动停止充电，使整个充电过程变得安全、高效。对于PD充电器，由于通过QR-PWM、QR-PFM，Burst-mode的三种模式，混合调制技术和特殊器件低功耗结构技术，实现了超低的待机功耗，全电压范围下的最佳效率，同时提供了全面和性能优异的智能化保护功能，包括输出过压保护，周期式过流保护，过载保护，软启动功能。

发展史

PD充电协议标准始于2012年，2014年发布的PD 2.0采用USB-C接口，并得到了大规模的普及和应用，目前最新的标准是2022年年6月份发布的PD 3.1，该协议将最大充电功率从2.0和3.0的100W提升到了240W，其使用的范围也不再局限于数码电子设备。

USB-IF组织

这里简单介绍下USB-IF组织，USB IF全称USB Implementers Forum，成立于1995年，是由苹果、英特尔、微软、惠普、瑞萨、德州仪器、意法半导体等七家公司发起开创的非营利性组织，该组织致力于发展USB技术并推广其应用。USB IF定义了USB的技术规格，通过提供标准并统一化的传输接口规格，便于电子设备之间的连接传输。

PPS快充协议

PPS快充协议（Programmable Power Supply）是由USB-IF提出的一种新型的充电协议，它可以动态调整电压和电流，根据设备的需求提供最合适的充电参数，从而实现更快的充电速度。

PPS协议的主要特点如下：

1. 可根据设备的需求动态调整输出电压和电流，以最大限度地提高充电效率和设备安全性。
2. 允许设备与充电器之间进行通信，以协商最佳的充电参数，从而实现最佳的充电效果。

1.2 QC协议

介绍

QC，全称为Quick Charge，是由美国高通公司Qualcomm Technologies专为配备 Qualcomm骁龙处理器的终端而研发的新一代快速充电技术。

1. 充电方式和协议：QC快充使用高压小电流的方式进行充电，而不是像PD快充那样使用低压大电流。此外，QC快充使用的是自己的快充协议，而非USB Power Delivery (PD) 或其他标准。
2. 充电接口：QC快充最初主要使用Micro-USB接口，但随着技术的发展，现在已经转向使用USB Type-C接口。
3. 充电速度：尽管QC快充提供了一定的充电速度提升，但在与PD快充的比较中，PD快充通常能够提供更高的充电功率，从而带来更快的充电速度。
4. 兼容性和普及度：QC快充虽然在某些领域有技术和市场优势，但其兼容性不如PD快充广泛。大多数支持Type-C接口的设备都支持PD快充，而QC快充主要针对搭载高通处理器的设备。

发展史

1.3 PE协议

介绍

PE，全称为 Pump Express，是由联发科（MediaTek）推出的一种快速充电技术。它与高通公司的 Quick Charge 系列协议（如 QC2.0、QC3.0、QC4+）相比有所不同。PE 协议的电压档位包括 5V、7V、9V 和 12V，而 QC2.0 使用固定的 5V/9V/12V 电压档位。虽然同为芯片厂商，但PE协议除了魅族以外，比较少手机支持。

PE 快充的特点在于它的通讯方式，它不是通过 D+D- 引脚的电压变化来握手不同电压输出信号，而是通过电流脉冲与设备进行通讯。这种通讯方式只需两根线即可实现，不依赖于特定的数据线类型，因此可以使用普通的数据线（USB-A to USB-C）。

PE 分为不同的版本，例如 PE+ 类似于 QC2.0，提供固定电压的定压充电；PE2.0 则类似于 QC3.0，具有细分的可调电压幅度；PE3.0 则是基于 USB Power Delivery（USB PD）标准的 CC 通信方案，其调压幅度非常小，从 0.01V 到 0.02V 不等。

2.私有协议

2.1 VOOC 闪充

VOOC 是 OPPO 推出的专属快充技术，其中包括普通的 VOOC 闪充和更高级的 Super VOOC 闪充。VOOC 的全称是 Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging，意为“开环电压多步恒流充电”。它的核心理念是通过控制电压，提高充电电流，从而实现更快的充电速度。

你对VOOC可能陌生，但是相信你和我一样，对于“充电5分钟，通话2小时”的口号一定很耳熟，在当时大家还是普遍5V，2A的充电功率时，OPPO率先采用低压高电流方案，推出5V 4.5A的VOOC闪充，充电功率达22.5W。相比当时主流的高压快充，低压快充温控更好，效率更高。VOOC闪充是全球第一个量产商用的快充方案，实现技术门槛高，需要定制的适配器和电池搭配使用。

而Super VOOC 闪充是 VOOC 闪充的升级版本。在 Super VOOC 闪充中，OPPO 采用双电池串联方案和全新的电荷泵技术，将双电芯电压减半，兼顾安全性和效率，实现了10V 6.5A，充电功率65W的超级闪充。

2.2 FCP/SCP 闪充

FCP全称Fast Charger Protocol，SCP全称Super Charge Protocol，二者都是华为自家的私有协议，SCP也是荣耀目前正在使用的快充协议。

FCP 是华为早期推出的一种快充协议。该协议基于传统的 USB A-to-C 连接方式，通过升压的方式在不超过5V电压的条件下，提高电流，从而达到提升充电速度的效果。FCP 协议的最高充电功率大约为 22.5W（9V/2A 或 5V/4.5A）

SCP协议是华为的最新一代快充协议，也被称为“超级充电”，是2016年后推出的，采用的跟OPPO相似的“低压大电流”方案。输出规格是5V 4.5A或10V 4A。后来华为又在SCP协议基础上增加了电荷泵技术，将电流从4A提升到8A，实现了充电功率40W的超级快充，后面也出现双电池充电的65W超级快充。

2.3 FlashCharge闪充

FlashCharge闪充是闪光充电，也就是快速充电的意思。FlashCharge指的是vivo采用的快充技术，该技术目前主要应用于iQOO手机和vivo手机中。

这种技术主要依赖双路电芯和电荷泵充电技术实现高速充电。双路电芯设计能够让电池在接收高电流时分担压力，从而降低充电过程中的热量产生，提高充电效率和安全性。而使用电荷泵充电技术，能够有效地提高充电效率和安全性。电荷泵是一种特殊的电源转换技术，它可以在不增加电压的情况下，通过提高电流来提升充电速度，同时降低了充电过程中的热量产生。

2.4 MIChargeTurbo闪充

Mi Turbo Charge 是小米专属的快充协议。先后有过“MI Turbo Charge ”、“闪充”、“秒充”等多个名字。虽然是私有协议，但小米在开发时对通用充电标准保留了较大的包容性，该充电器可以支持 USB PD 快充输出，可以为市面绝大部分消费电子产品提供 PD 通用快充。

有人说小米的 Mi Turbo Charge 基本都是 PPS的魔改，可能是由于小米在部分设备上确实使用了PPS技术进行优化，以提供更高效的充电体验。

2.5 AFC闪充

早期三星的快充技术采用的是自家协议 AFC（Adaptive Fast Charge），但是快充功率不高，兼容性也不好。在2019 年 6 月发布的 S10 5G ，三星开始支持 Super Fast Charging，兼容 PD3.0，支持PPS 快充，并舍弃了自己的AFC协议。采用了 PPS 协议的三星手机，只需购买 PD 3.0，支持 PPS 协议的充电器即可实现快充和超级快充。

2.6 mCharge快充

魅族的mCharge快充技术基于PE协议，对PE兼容性较好，但是对其他协议兼容不是很好。

三、总结

今天主要介绍了快充协议的相关内容。

万物皆可快充，很多东西看起来简简单单，多年以后回望时却发现，现在已经迈出了关键性的一大步。未来，我们期待看到快充技术更加统一，不仅在设备接口、充电协议等方面实现标准化，更在充电速度、充电安全等方面实现全面提升。我们期待快充技术能够真正做到无处不在，无时不有，让生活更加便捷，更加美好。

感谢你的观看，谢谢！