寫在前面
手機快充技術，大概在 2014 年左右就已經出現在大眾視野當中。從最開始5V1A的 5W充電功率，到現在出現在安卓手機上的 44W快充，手機充電發展史也是一部濃縮的科學史書。
雖然快充對於人們的生活帶來了很大便利，但平日裡人們討論的並不多，彷彿支持快充是一件理所當然的事情。而因為蘋果公司最新發布的iPhone 11依然標配萬年不變的 5V1A 充電套裝（pro 及 pro max 標配 18W 充電套裝），快充真正成為大街小巷人們喜聞樂道的一件事情。今天這篇文章，就和大家一起探討一下關於手機快充的那些事情。
充電原理那些事兒
正所謂萬變不離其宗，要像講清楚手機快充的那些事兒，首先要了解充電的原理：也就是電是如何被充進手機的。
用通俗的比方來說，如果把給電池充電當做給水池盛水。那麼水池的容量就相當於電池的容量，提升續航最直觀有效的一個方法就是增加電池容量，所以手機電池從 1000mAh 到現在動輒 4000mAh，就是這個原因。
而往水池裡防水的水管，就相當於我們的充電線。我們不能小瞧了這根水管，在水的流速不變的情況下，水罐越粗，單位時間流入水池的水就越多，裝滿水池的時間也就越快。回到充電上來說，就是在電壓不變的情況下，電流越大，電池充滿的時間也就越快。
我們再回到盛水上來，如果管子的粗細已經固定下來，那麼想要儘快把水池裝滿，就需要提升流速，也就是要增加水管源頭的壓力。在充電上來說，就是要加大電壓。
由此我們可以得出如下結論：要想充電時間變快，要麼增大電流，要麼增大電壓，當然，同時增大也是完全可以的。
但如果我們以為快充就這麼輕輕鬆鬆的實現了，那就 too young too simple 了。手機電池比起水池來說，可是要敏感和脆弱的多，增大電壓和增大電流提升充電速度，都有他們的弊端。這部分內容，我們就需要結合下面一節來進行闡述了。
充電設備的那些事兒
上一節我們提到，要闡述高壓快充和高電流快充兩種方案的缺點，需要結合充電設備來討論。你可以隨手拿起一個手邊的充電頭，看一看上面的參數，然後繼續來看我的文章。
雖然市面上有很多手機快充技術，但其原理不外乎兩種：
高壓配低電流。
這個方案的典型代表當屬高通Quick Charge快充技術，比如我們經常聽到的QC3.0快充的9V/2A就是典型的高電壓低電流達到18瓦的充電功率。
低壓配高電流。
高電流快充以OPPO的VOOC閃充和華為Super Charge為代表。此類快充通過加粗USB接口觸點和輸電線芯的做法，增加電流，降低電壓，達到同樣的充電功率，典型的就是5V/4A的VOOC閃充。
這兩種方案到底孰優孰劣呢？首先我們要明確一個概念，手機端鋰電池充電截止電壓為 4.2V。
我們先看 9V2A 的高電壓低電流方案，電源適配器要將 220V 的交流電壓降低為 9V 直流電，然後在手機端再降為 4.2V；由於手機端進行了較大幅度的二次降壓，額外的轉換電路工作就導致充電時手機容易發熱，尤其是在邊充邊玩的時候。
我們再來看低電壓高電流，在充電頭端就已經將 220V 交流電降為 5V 直流電，基本不需要手機端進行額外的處理，也就沒有了嚴重的發熱現象。要知道，發熱現象是影響手機電子元器件老化和使用安全的因素之一。所以像一加手機這種採用低壓大電流的廠商會宣傳手機可以邊充電邊玩。
但這種方案也有一個問題，要承擔高電流，從充電頭、數據線再到手機，都必須要有能夠承擔大電流的能力，也就是說，在製造時，就要為了大電流進行特殊的處理，這也帶來了更高的造價。
快充到底是如何工作的
這是 Anker 出品的某一款快充頭。我們可以看到其輸出電壓與電流有多種組合：5V2.4A、9V3A、15V2A、20V1.5A。相信很多朋友看到這些參數會有一個疑問？我的手機充電時到底是選擇組合中的哪個參數呢？為什麼給 iPhone 充電監測到的數據都是 9V2A 而不是其他的呢？要解答這個問題，我們需要先來了解一點：手機與充電設備之間，是有暗號的。
我們日常使用的USB接口一共有4個彈片，最外面兩側是用來傳輸電力的正極VCC、地線GND，中間兩片彈片是數據正D+與數據負D-。在USB-A輸出的快充充電器中，D+、D-信號線負責詢問充電器支持的充電協議，也可以理解為暗號。如果暗號對不上，那對不起，只能進行 5V1A 充電。如果對上了，那就按照暗號規定的電壓與電流組合來進行充電。
而對於 USB-C 的充電器而言，接口的針數更多更智能，手機通過 CC 線芯與充電器進行喊話，充電器告知手機它支持哪些電壓電流檔位，手機給出自己的需求。如果需求和供給能夠匹配的上，那就使用這個檔位進行充電，如果匹配不上，就會選擇默認的 5V1A 進行充電或者不充電。
這就解釋了為什麼這麼多檔位 iPhone 只選擇 9V2A 進行快充，因為這個檔位是手機端已經設置好的，會優先選擇。
我們來做一下實驗：分別使用 Anker 30W 快充頭和 Macbook Pro 87W 快充頭來給 iPhone X進行充電，看看他們之間區別是什麼。
87W 充電器
30W 充電器
兩者檔位不同，但都有 9V 電壓檔位，87W 充電頭最高支持 20.2V4.3A。
測試結果如下所示：
使用兩款不同的充電頭都可以自動識別 9V 的檔位進行充電。只不過由於手機電池有了兩年的損耗，現在充電的功率已經達不到 18W 了。
總而言之，無論是低壓快充還是高壓快充，都需要協議握手，不是充電器支持20V輸出就會向手機輸出20V，還需要要手機端是否支持。
寫到這裡我想起一個笑話：如果你用的是蘋果全家桶，那麼用 Macbook pro 的充電器充 iPad，用 iPad 充電器充 iPhone，把 iPhone 自帶的 5V1A 扔掉，會讓你進入另一個人生巔峰。
寫在最後
寫到這裡已經是夜裡 1 點了。但其實我還有囉囉嗦嗦很多話沒有說完，關於如何選購快充，就放到下一篇文章裡吧。
希望這篇文章能夠對大家有所幫助，我們下期再見，拜拜。
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