上次我們聊了高通 QC 快充已經(jīng)融合進(jìn)了 USB PD 協(xié)議中，并且 PD 還是搭配 USB-C 強(qiáng)制推行的，但我們都知道，雖然 PD3.0 最高可以達(dá)到 100W 的功率，但在手機(jī)端，各家對其的支持并不是很好，想要實(shí)現(xiàn)大功率快充還是得依靠自家的私有協(xié)議。那么為什么 PD 和 QC 這些公有協(xié)議難以在手機(jī)上普及呢？

低壓 vs 高壓

路線之爭

先來說 QC，在 QC 2.0 和 QC 3.0 時(shí)期，也就是 14-17 年，當(dāng)時(shí)智能手機(jī)大部分還使用著單電芯、常規(guī)升降壓電路、Micro USB 接口。為了提高充電功率，如果使用大電壓，那么在手機(jī)內(nèi)部進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換就會導(dǎo)致更高的發(fā)熱量，如果使用大電流，那么常規(guī)的 USB-A to Micro USB 線纜是無法承載過高的電流的，必須采用特制線纜。

QC 2.0 使用的是固定大電壓方案，QC 3.0 引入了可調(diào)電壓機(jī)制，其實(shí)就是為了匹配電池不同狀態(tài)下的充電電壓。但是受限于線纜和接口，其實(shí)際應(yīng)用的上限也不過 18W，并沒有達(dá)到理論上的 36W。

與此同時(shí)，以 OPPO 為代表的國產(chǎn)廠商，紛紛選擇自研低壓快充方案。其中 OPPO 是在完全沒有使用 QC 的前提下直接采用的低壓 VOOC 閃充。華為、vivo、努比亞、魅族都是在第一代高壓快充的基礎(chǔ)上推出的第二代低壓快充，其中它們的第一代高壓快充大體都是改造的高通 QC 或聯(lián)發(fā)科 PE。

當(dāng)然并不是所有廠商都去自研低壓快充，小米當(dāng)時(shí)就是高通 QC 的堅(jiān)定擁護(hù)者，一直采用的高通的充電管理 IC，這和小米在 SoC 上和高通的深度合作一致。而使用自研快充方案的品牌， 大多是使用的定制的充電管理 IC。所以說，在 QC 2.0 和 QC 3.0 時(shí)期，QC 和同時(shí)期的低壓快充本質(zhì)上是兩種路線，它本身也并非行業(yè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)， 當(dāng)然得益于高通在 SoC 領(lǐng)域的優(yōu)勢，即使是自研低壓快充的手機(jī)，也是部分支持高通 QC 2.0，但一般不會特意再去兼容 QC 3.0。

PD 的情況我們上次說了，眼高手低進(jìn)度慢，在各家已經(jīng)開始使用可調(diào)電壓時(shí)還仍然是固定電壓機(jī)制，不過得益于 USB-C 接口的優(yōu)勢，在 16、17 年，華為、小米、魅族就在部分高端機(jī)型中相繼增加了對 PD 的支持，功率等同于 QC 2.0。

電荷泵時(shí)代

方案之爭

2017 年，USB-IF 推出 PPS，理論上可以實(shí)現(xiàn) 20V5A 100W 的可調(diào)電壓快充，意在整合各種快充協(xié)議。同時(shí)它也指明了下一階段手機(jī)快充的方向，那就是可編程電源輸出與機(jī)內(nèi)降壓實(shí)現(xiàn)低壓直充相結(jié)合。我們最近兩三年反復(fù)聽到的電荷泵就是其中的關(guān)鍵所在。

USB-IF 制定的標(biāo)準(zhǔn) CC 線材有 3A、5A 兩種，以各家手機(jī)廠商使用的 5V 低壓直充為例，其最高功率也僅為 25W。特制超過 5A 的充電線的成本過于巨大，榮耀第一代 Magic 使用的 5V8A 40W 和 OPPO 在 2016 年 MWC 展示的 5V16A 80W 方案都未能延續(xù) 5V 低壓直充的生命，進(jìn)一步提高充電功率勢必要提高電壓。

那么如何解決過去傳統(tǒng)降壓電路帶來的發(fā)熱問題呢？答案就是電荷泵。

電荷泵（charge pump）是一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，利用電容器為儲能元件，可將充電器輸出電壓減半，相比傳統(tǒng)降壓電路，電荷泵電路的效率更高，約為90-95%。首先提出利用電荷泵實(shí)現(xiàn)高壓輸出轉(zhuǎn)低壓直充的是魅族在 2017 年 MWC 發(fā)布的 Super mCharge 11V5A 55W 方案，首次量產(chǎn)是在 18 年初的魅藍(lán) E3 上，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)稱 10V2A 20W 快充。同一年，vivo NEX、OPPO Find X、華為 Mate 20 Pro 都采用了電荷泵技術(shù)。

但無一例外的，它們都不支持 PPS。為什么呢？PPS 雖然是 2017 年就宣布的，但是實(shí)際的應(yīng)用產(chǎn)品要遲至 2018 年才上市，更別說去適配 PPS 快充的充電 IC 了。較早適配 PPS 快充的應(yīng)該是隔年發(fā)布的小米 9，因?yàn)樗捎玫氖歉咄ㄗ钚碌碾姾杀贸潆?IC SMB1390。小米將其新一代 27W 快充稱之為小米 Charge Turbo。上一期我們也說，QC 實(shí)際上是以 PPS 的形式實(shí)現(xiàn)的，加之高通自家的充電 IC，小米 9 自然也是支持高通的 QC 4+。而早前的 vivo NEX、華為 Mate 20 Pro，以及之后的初代 iQOO 都是使用的德州儀器的充電 IC，它們自然是沒有動(dòng)力去額外適配高通的 QC 4+，也就是 PPS。

并且在電荷泵應(yīng)用的早期，各家的策略也不盡相同。例如 OPPO，在 Find X 上雖然使用的是電荷泵降壓，但并非應(yīng)用在充電降壓，而是首次采用串聯(lián)雙電芯分壓，利用電荷泵來做主板供電時(shí)的降壓，這和其他家應(yīng)用電荷泵的方式是完全不同的。所以雖然 USB-IF 在推出 PPS 的時(shí)候，已經(jīng)規(guī)劃了未來快充的藍(lán)圖，但具體的實(shí)現(xiàn)方案究竟如何設(shè)計(jì)，它本身是不參與的。像 OPPO、華為、vivo 這些在早年已經(jīng)自研快充技術(shù)的廠商，顯然不可能直接放棄過往的投入直接轉(zhuǎn)投 PPS，而像小米、紅魔、聯(lián)想這些沒有早期包袱的，當(dāng)然可以直接基于已有的 PPS 實(shí)現(xiàn)更高的充電功率。

魔改 PPS

PPS 的理論最高功率為 20V5A，但如果是 10V、11V 的標(biāo)稱檔位，那么理論上限則是 55W。而像 OPPO Reno Ace，使用的是 10V6.5A 65W 的功率，類似這種并不走高壓檔位的設(shè)備，不能直接默認(rèn)使用 PPS 就可以達(dá)到 100W 上限。

在使用 PPS 達(dá)成 27W 快充后，小米、紅魔等廠商紛紛走向了魔改 PPS 的道路。例如小米的 120W 快充，就是使用的私有 6A PPS，突破了公版 PPS 的 5A 上限。紅魔、moto 的百瓦級別的快充，也是同理，都是使用了更高的電流。但它們之間也有不同，小米并沒有一味沿用高通的方案，而是像 OPPO、vivo 一樣選擇了自研私有方案，也就將其對公版 PPS 的支持停留在了 27W 左右。而紅魔、moto 則只是在公版 PPS 的基礎(chǔ)上去做了部分修改，依然還是保留著對公版 PPS 的良好支持。

當(dāng)然以今天的視角來看，各家如果想要兼容高功率的 PPS，顯然都是可以做到的，并沒有早期的種種技術(shù)困難。但是私有協(xié)議的限制必定是有助于各家自身的配件生態(tài)的，這部分利益的存在使得主流的幾個(gè)品牌都限制了對 PD PPS 的兼容性，而努比亞、moto、魅族等非主流品牌則是選擇將更好的兼容性做為賣點(diǎn)。

遲至今日，2017 年 PPS 推出時(shí)的統(tǒng)一愿景仍然未能實(shí)現(xiàn)。