QC快充協(xié)議
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2013年,高通公司首次提出QC1.0快充協(xié)議,這一版本屬于從傳統(tǒng)模式到快速充電模式的大突破,設(shè)計充電電壓5V,電流提升到1.8-2A,最高支持10W的充電功率。同等條件下,使用QC1.0可將傳統(tǒng)充電的充電效率提升約1.4倍。
隨著越來越多的人注重手機(jī)充電體驗(yàn)和充電速率,2013在高通推出驍龍800之后,QC2.0也隨之出現(xiàn)。在它出現(xiàn)之前,手機(jī)充電是基于USB接口的BC1.2的通用標(biāo)準(zhǔn),只能夠輸入5V/1.8A,也就是手機(jī)端能夠得到的最大功率是9W,不計損耗,把9W折算成充電電流來看,最大的電流極限也就是2A左右,按照3000mAh的電池來看,充電時間還是比較長。為了再進(jìn)一步提高充電效率,市場上就出現(xiàn)了一些適配器在輸出5V的基礎(chǔ)下,輸出3A甚至4A的電流,但是過大的電流會導(dǎo)致接口、連接線等器件的損壞,并且由于消費(fèi)者使用的連接線材質(zhì)優(yōu)劣不一,連接線的阻抗不一,有的阻抗特別大,導(dǎo)致線損過大,到達(dá)手機(jī)主板上的電壓過小,也就沒有辦法有效的提供一個較高的充電電流。所以高通的工程師從提高適配器的輸出電壓出發(fā)提出了快充技術(shù)—QC2.0。QC2.0設(shè)計了兩種方案,A類可以支持5V、9和12V,適用于手機(jī)和平板電腦,B類其實(shí)是為未來設(shè)計方案,在那三種電壓之后增加了更高的20V。QC2.0 的構(gòu)架完全兼容QC1.0,沒有需要更多的引腳和接口,通過USB接口的D+/D-兩個信號線與適配器通信,并且QC2.0是兼容BC1.2協(xié)議的。
2015年高通推出更優(yōu)秀的QC3.0版本,核心更新在于一種新的算法:最佳電壓智能協(xié)商(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage,INOV)。除了固定的檔位之外,以200mV為步幅,從3.6V到20V范圍內(nèi)的電壓均可選擇,最大充電功率22W。并且相比于QC2.0,明顯減輕了充電時手機(jī)的發(fā)熱問題。
2016年,高通提出可以兼容USB PD 3.0標(biāo)準(zhǔn)的QC4.0快充技術(shù),并且進(jìn)一步優(yōu)化INOV算法,將電壓可調(diào)節(jié)的精度提高了約10倍,可以按照20mV的步幅調(diào)壓。將充電最高功率調(diào)整到27W,可選擇兩種充電模式,減小電池的損耗和發(fā)熱問題。QC4.0在協(xié)議的兼容性方面有了巨大的提升,只支持Type-C接口,后來QC 4.0+版本才再次兼容Micro USB接口。
2020年,高通宣布推出QC5.0,單電芯充電最多可達(dá)到45W功率,雙電芯充電最高支持100W功率,15分鐘即可使4500mAh電池電量從0%到100%。相比上代,QC5.0對發(fā)熱問題做出了進(jìn)一步優(yōu)化,并且大幅提升了充電速度,達(dá)到QC4.0的4倍,同時還支持QC其他低版本的協(xié)議、PD協(xié)議以及PPS快充協(xié)議。各個版本的Quick Charge協(xié)議特點(diǎn)如下表所示。

1.QC2.0快充握手過程(HVDCP)

注:黃色波形為D+;綠色波形為D-。
1.做完BC1.2檢測后,D+和D-的電壓同時變?yōu)?.6V并保持1.25S,如上圖中"1"方框所示。
2.1.25S之后,D+電壓繼續(xù)保持0.6V,如果D-電壓變?yōu)?V,則表示支持QC2.0協(xié)議,如上圖中"2"方框所示。
QC2.0協(xié)議如下表所示。

D+為0.6V,D-為0V,則VBUS為5V,如下圖所示。

D+為3.3V,D-為0.6V,此時VBUS為9V,如下圖所示。

2.QC3.0快充握手過程

注:黃色波形為D+;綠色波形為D-。
上圖中"1"方框所示與QC2.0中的"1"方框所示一致。1.25S之后,D+電壓繼續(xù)保持0.6V,D-電壓先變?yōu)?V,再變?yōu)?.3V,如上圖中"2"方框所示。
QC3.0協(xié)議如下表所示。

在連續(xù)模式下,D+有一個0.6~3.3V的方波,則表示VBUS+0.2V,如下圖所示。

注:黃色波形為D+;綠色波形為VBUS。
從上圖可以看到,在D+發(fā)出5個方波脈沖后,VBUS從5V變?yōu)?V,每發(fā)出一個方波脈沖,VBUS增加0.2V。
在連續(xù)模式下,D-有一個3.3~0.6V的方波,則表示VBUS-0.2V,如下圖所示。

注:黃色波形為D-;綠色波形為VBUS。
從上圖可以看到,在D-發(fā)出5個方波脈沖后,VBUS從6V變?yōu)?V,每發(fā)出一個方波脈沖,VBUS減少0.2V。