Hi，大家好，我是编程小6，很荣幸遇见你，我把这些年在开发过程中遇到的问题或想法写出来，今天说一说vol.6 5小时到5分钟，快速充电魔法的进化之路「建议收藏」,希望能够帮助你!!!。

充电，这个为电子设备补能的行为已经成为了人类文明中不可缺少的一个环节，如同“衣食住行”一样，成为人们的生活、工作的一个下意识动作。从智能手机诞生之初的5V1A充电器到如今的200W超级闪充，充电的魔法到底实现了怎么样的飞跃式进化，本期的硬件编年史将为大家带来关于快速充电的那些事。

图片来源：Ai绘画Midjourney

提到充电，就不得不提及充电协议，如果将电池比作一个普通的水杯，而电能就像是水，充电的过程就像是往水杯里倒水。在这个过程中，充电器就像是水龙头，负责把水（电能）从水管（电源）引入水杯（电池）。而充电协议就像是水龙头上的旋钮，可以调整水流大小，控制倒水的速度。不同的充电协议就像是不同性能的水龙头，可以提供不同速度的充电效果。

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快速充电技术的基本原理是通过提高充电电压和电流，以实现较高的充电功率。在保证电池安全的前提下，快充协议通过与设备进行握手，智能调节充电参数。此外，快速充电技术还采用了先进的充电算法，确保在整个充电过程中，充电功率能够根据电池状态自适应调整。

当前主流的快充协议所使用的充电策略；图片来源：网络

当前主流的快速充电协议包括了高通的QuickCharge（QC快充）、USB阵营的PowerDelivery（PD快充）、OPPO系的VOOC闪充、华为系的SuperChargeProtocol（超级快充）、三星的AdaptiveFastCharging（自适应快充）、小米的ChargeTurbo，与未来的无线快充大趋势的“Qi”充电。

那么今天我们主要围绕高通的QC快充与USB阵营的PD快充为主要介绍对象，原因是其二者具有广泛的适用性，同时也能兼顾反映了快充的进化史。

QC：QualcommQuickCharge技术

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QC快充是由高通所研发，就是我们熟知骁龙处理器的母公司，QC快充通过提高充电电压和电流，实现更高的充电效率。自发布以来，QC技术已经经历了多个版本的迭代升级，如QC1.0、2.0、3.0、4.0和5.0。

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QC1.0-2013年

在2013年左右，智能手机市场迅速发展，手机功能和性能不断提升，导致设备的能耗增加。传统的充电方式已无法满足用户对于充电速度和便利性的需求。为解决这一问题，高通推出了QuickCharge1.0（QC1.0）技术。

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该技术可以实现最高5V2A最高10W的充电功率，采用常见的microUSB接口，同时兼顾了自动限制输入电流与自动电源检测的功能，首次搭载在高通600Soc上，相较于传统充电技术（当时普及较多的为5V0.75A或者1A），QC1.0实现了近乎翻倍的充电速度提升，但由于刚刚起步，普及程度尚不高。

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QC2.0-2014年11月

在智能手机风起云涌的2014年，快充市场竞争逐渐加剧。除了高通，其他厂商如OPPO、华为等也相继推出了自家的快充技术。这些技术在市场上形成了竞争格局，这也迫使高通也对QC快充进行了升级更新，在2014年11月推出了QC2.0。

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QC2.0相较于QC1.0，充电效率得到了显著提升。QC2.0支持最高18W的充电功率，充电速度比QC1.0快约75%。QC2.0可以实现5V、9V、12V的可变直流电压，最大电流也提升至1.67A/2A/3A，为适配更多设备留下了基础，仍然使用microUSB接口。

支持QC2.0的一款车载充电器；图片来源：网络

初代的QC2.0最高可实现18W的充电功率，在后续的更新中也逐渐放开了36W的最高充电功率（12V3A），同时加入了双通道充电、HVDCP（HighVoltageDedicatedChargingPort）技术，并将适配范围扩展到高通200/400/600/800系Soc。

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QC3.0-2015年

QC3.0于2015年发布，是高通QuickCharge系列的第三代产品。在此之前，QC2.0得益于更高的兼容性与实用性已经在市场上取得了一定的成功。然而面对逐渐竞争白热化的手机快充市场，尤其是面对三星Soc对于快充的猛烈发力，为了进一步满足市场需求，高通推出了更加先进的QC3.0技术。

QC3.0首次加入了INOV技术；图片来源：网络

QC3.0相较于QC2.0， 最大的创新之处在于其电压调整精度。QC3.0采用了IntelligentNegotiationforOptimumVoltage（INOV）技术，使得充电电压能够实现200mV的动态调整，以实现更高的充电效率。据高通官方数据，QC3.0比QC2.0充电速度快约38%，效率提高了14%。

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QC3.0动态支持3.6V—12V（200mV步进）的充电电压与2A或3A的最大充电电流，最高可实现36W的充电功率，实现了对Type-C接口的支持、兼容microUSB接口时搭载HVDCP+与双通道充电+技术，国内搭载骁龙820/821Soc（如小米5）就支持该项技术。

支持QC3.0的一款车载充电器；图片来源：网络

QC4.0-2016年11月

QC4.0在充电速度和效率方面相较于QC3.0有显著提升，支持最高27W的充电功率，充电时间比QC3.0缩短约20%。此外，QC4.0还强化了充电安全性，引入了双并发独立电压和电流调整机制，以及电池温度监测等安全措施。

支持QC4.0Type-C的一款充电器；图片来源：网络

在规格方面，QC4.0支持的电压、电流规格为5V/4.7A～5.6A和9V/3A，且升级了INOV技术，将步进电压调整为20mV，让充电电压变动更加丝滑、安全。QC4.0完全兼容USBType-C接口，并支持USBPowerDelivery（USBPD）标准，进一步拓宽了充电协议的适用范围，为用户提供了更加便捷和高效的充电体验。

知名的高通835Soc就是内置了QC4.0；图片来源：网络

QC4.0+-2017年12月

在2017高通骁龙技术峰会上，高通发布了QC4+充电器和高通QC4+车充，QC4.0+在规格上与QC4.0相似，支持最高27W的充电功率。然而，QC4.0+在充电过程中进行了更多的优化，包括更智能的热管理和充电效率调整。

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与QC4.0相同，QC4.0+也完全兼容USBType-C接口，并支持USBPowerDelivery（USBPD）标准。支持的电压、电流规格依然为5V/4.7A～5.6A和9V/3A，与QC4.0不同的是，其增加了对QC2.0、QC3.0的支持，提高了该充电协议的兼容性。

知名的高通骁龙855Soc就使用了QC4.0+协议；图片来源：网络

QC5.0-2020年7月

QC5.0是一种支持100W+充电功率的快充协议，相较于前代QC4+的28W功率有着显著提升。QC5.0的主要优势包括：充电效率提高70%，5分钟内能将电池从0%充至50%；安全性提升，可延长电池寿命；温度较QC4.0降低10度。

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QC5.0技术原理充分利用了USBPD协议，向下兼容QC2.0至QC4+。相较于前代协议，QC5.0支持20V以上输入电压工作模式、双充/三充技术（串联双/三电芯）、自适应输入电压、第四代INOV4算法、QualcommBatterySaver电池健康管理以及全新的Qualcomm适配器功率智能识别技术。

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与其他百瓦快充技术（如OPPO/realme的125W、vivo/iQOO的120W和小米的120W）相比，QC5.0的原理类似，但它是一种通用型的超级闪充方案，理论上可适用于搭载骁龙Soc的手机，并共享充电头和充电线。

一款使用QC5.0协议的充电器，标注了不同接口的单独/共享功率；图片来源：网络

如今的高通旗舰Soc8Gen2依然使用QC5.0

PD：USBPowerDelivery协议

在早期的USB2.0时代，USB充电协议BC1.0允许最大提供5Vx500mA=2.5W的电源输出。随着USB3.0的推出，电流上限增至900mA，从而将最大功率提升到4.5W。到了USBBC1.2协议，最大电流进一步提高至1.5A，使最大功率达到7.5W然而，随着Type-C接口的普及，7.5W的功率已无法满足日益增长的需求。因此，USB-IF组织将USB快速充电供电提高到了100W（20V,5A），催生了USBPD技术。

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USBPD技术的优势不仅仅体现在更高的充电功率上，还包括更先进的充电技术方向，即可以实现不同设备之间的供电方向切换，如平板电脑与手机之间互相地充电。为更加便捷地充电留下基础。

PD1.0-2012年7月

实际上，PD1.0就是完成了USBBC技术的整合与升级，让其USB传输功率从原有的7.5W提升至100W，输出电压最高达到20V，最大电流达到5A。拥有5V/12V/20V的电压规格可选、1.5A/2A/3A/5A的电流规格可选。在USB用电设备与USB主机连接后，其初始功率为10W，但是通过功率规格选定之后，可以进行传输功率转换，可选的传输功率有18W，36W，60W或者100W。

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PD1.0虽然大大提升了USB设备之间的充电速度，但其想要实现真·100W的充电速度还是非常困难的，需要多种条件的组合，实现条件较为苛刻。

PD1.0-2012年7月

随着Type-C接口的推出，USB-IF协会为了能让这一接口成为未来电子设备的通用主流接口，发布了具有跨越意义的PD2.0，确定了USBType-C接口作为唯一的标准接口，并为其增添了诸多功能，例如充电、数据传输和音频传输等。在充电方面，USBPD2.0规定支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A和20V5A输出，最大充电功率可达100W。

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由于Type-C接口带有天然的专用的通信线（CC(channelconfigure)线），使其在USBPD协议下，可以电源和负载之间进行角色转换，进而支持功率双向传输。解决了PD1.0时代USB-A/B接口复杂传输的窘境。

Type-CPin分布；图片来源：网络

同年，QC2.0发布，虽然在充电功率上大不如PD2.0来得迅猛，但当年尚未普及的Type-C接口与没有那么大的充电功率需求，让PD2.0在2014年并未大放异彩，直到2015年苹果发布了使用PD2.0充电协议的MacBookPro时才让世人了解这个基于Type-C所打造的充电协议。

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PD3.0-2015年11月

PD3.0相对于PD2.0来说，只是增加了内置的更多安全性协议，在充电功率与核心功能上并没有实质性的改进，增加了对设备内置电池特性更为详细的描述；增加了通过PD通信进行设备软硬件版本识别和软件更新的功能，以及增加了数字证书及数字签名功能。但充电规格依然保持了5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A的输出，向下兼容PD1.0/2.0

图片来源：充电头网

PD3.0PPS版本-2017年2月

QC4.0的发布与各大手机品牌闪充技术的突飞猛进，让USB-IF嗅到了压力，同时为了能够更好地推行PD协议，也为了能让充电品类早日结束“春秋战国”的情况，USB-IF对PD3.0进行了不改变名称的“重大更新”。

图片来源：充电头网

在原有的充电规格（最高100W）基础上加入了PPS（可编程电源功能），PPS规范整合了目前高压低电流、低压大电流两种充电模式，设备可根据电力需求对电源输出电压进行精细调节，调幅为20mV一档，它允许设备之间进行更加灵活、高效的快速充电。想象一下，PPS技术就像一位懂得沟通的水龙头，它可以根据水桶的大小和需求来调整流量，从而使得水桶能够以最合适的速度填满；目前其已经实现对高通QC4.0/4.0+、联发科PE2.0/3.0、OPPOVOOC、华为SuperCharge等协议进行适配收录。

PPS所收录兼容的其他快充协议，图片来源：网络

PD3.1-2021年6月

USBPD3.1快充协议支持最高48V的电压输出，充电功率同步提升至240W。USBPD3.1规范将原来的USBPD3.0内容归到标准功率范围（StandardPowerRange，简称SPR）里面，最大功率保持100W不变；同时增加了扩展功率范围（ExtendedPowerRange，简称EPR），最大功率由100W扩展到240W。在EPR中，新增了28V、36V和48V三种固定电压挡和三种可调电压挡（AdjustableVoltageSupply，简称AVS）。

PD3.1可以为大功率电动设备进行供电；图片来源：网络

在USBPD3.1标准下，USBType-C线缆分20V等级的普通线缆和50V等级的EPR线缆两种规格。值得注意的是，USBPD3.1规范的制定中，华为、小米、立讯精密、慧能泰等多家国内公司都积极参与其中，为新标准做出了重要贡献，被写入标准起草企业目录。

某品牌的240WType-CPD3.1协议快充线，比100W版本贵40%左右

一款支持PD3.1协议，最高单接口140W功率的充电器；图片来源：网络

总结：在过去的十年里，我们见证了智能设备的飞速发展。令人惊叹的是，这十年间，充电功率从最初的5W迅速提升至今天惊人的200W。这一巨大飞跃使得手机从过去需要几个小时才能充满电，到现在仅需15分钟即可达到满电状态。

Ai笔下未来炫酷的无线充电

随着欧洲立法对Type-C接口的有力支持，在未来苹果设备也将全面转向Type-C接口，在一个完全Type-C时代下，我们可以期待设备间的充电过程变得更加便捷，无论是手机、平板还是笔记本电脑，都将得到更为简化和高效的充电体验。