手機快速充電技術

通過手機的快速充電技術，許多手機可以閃電般地快速充電。在最新第四版本的手機快速充電技術中，充電5分鐘即可供手機使用5小時。

芯片制造商高通（Qualcomm）曾經做過一項用戶對于未來智能手機需求的調查，調查結果顯示，無論是當前大熱的語音控制，還是正炒作得熱火朝天的虛擬現實，都不包括在用戶對于未來智能手機需求的前10位當中。相反，前10名中反復出現3次的需求皆與電池有關，它們分別是：位列第一名的“提高電池壽命”、第三名的“增加電池容量”和第四名的“加快充電時間”。

對于高通來說這是好事，該公司已經花了好幾年的時間研發快速充電技術。Quick Charge 4（簡稱QC4）版本將首先應用于超級系統芯片（System on Chip，簡稱SoC）Snapdragon 835上，該芯片將安裝在最新的高端智能手機上，例如三星的Galaxy S8。通過該技術，智能手機能以極快的速度進行充電：只需連接電源插座5分鐘，智能手機即可使用5小時。常見的智能手機電池約在15分鐘左右就可以充一半的電（2750mAh）。與通過標準的USB接口充電的方法相比，QC4充電速度可以加快85%。不過，要實現快速充電，智能手機必須通過特殊的電源適配器進行充電，需要USB充電電纜和一個適當的電壓調節器以及一個安裝在芯片上控制電源適配器的電源管理單元。

手機與充電器協商

實現快速充電的關鍵在于充電設備能夠和智能手機協商采用的電壓，標準的USB接口只提供5V的電壓，但快速充電技術能夠重新進行協商，在電源適配器可以支持的情況下重新調整電壓，在QC4版本中電壓可以高達20V，實現超快的充電速度。實際上，這是快速充電過程中主要的變化，在這種情況下將需要USB電纜全力傳輸電力而無法實現在快速充電的同時并行快速傳輸數據。

2013年，第一個QC版本仍然采用5V的電壓，但是電流是2A的，因而功率可以達到10W。相比之下，標準的USB充電方式在電壓為5V的情況下，電流只有500mA（USB 2.0）～900mA，也就是最大功率不超過4.5W。除此之外，高通還在第一個QC版本中引入了兩種新的充電技術：自動電源檢測（Automatic Power Source Detection，簡稱APSD），它可以識別智能手機是連接到QC兼容的電源適配器，還是連接到電腦的USB端口;自動輸入電流限制（Automatic Input Current Limit，簡稱AICL），它可以限制電流，確保高功率的電源適配器不會使電池過載。因此，QC電源適配器也可以用于不支持QC的普通智能手機充電，因為它也可以使用5V和500mA～1.8A的電流為智能手機充電。

2015年的QC 2版本，高通將可以使用的最大電壓提高到12V，同時可以使用5V和9V的電壓。為此，硬件上需要第二個電壓調節器，高通公司特意推出了高壓專用充電端口（High Voltage Dedicated Charging Port，簡稱HVDCP），以提供智能手機所需的電壓。到了2016年，QC3開始廢除固定的充電電壓，可以使用的電壓將在2.6V～20V之間，以200mV的步階浮動。由于使用高達3A的電流，所以設備充電功率可以達到10W～60W。

HVDCP+使用USB數據電纜來協商和調整合適的電壓，最佳電壓由來自智能手機的電源管理單元的算法來確定，高通稱其為智能協商最佳電壓（Intelligent Negotiation for Optimum Voltage，簡稱INOV）。其原理是，在電池沒有電的情況下提供強大的電力，而在達到一定的容量之后適當地進行調整，因為并不是充電功率大就是好的，我們需要避免電池被過度充電。

在最新的QC4中，高通再次改進了INOV：智能手機可以以20mV的步階動態調整電壓，雖然快速充電技術并不是三星Galaxy Note 7災難的罪魁禍首，但是Galaxy Note 7的電池問題使人們更加注重快速充電技術的安全性問題。為此，QC4實時監測電池溫度、施加的電壓和電流強度，并且QC4定義了4個級別的溫度控制，確保電池和充電單元都不會過熱。除此之外，QC4還在充電過程中檢測電纜的質量。

與USB合作

高通的QC4將支持USB電力傳輸（Power Delivery，簡稱PD）標準，這是一個USB聯盟制定的標準，Google已經聲明Android 7智能手機將支持USB-PD標準，為此，高通非常務實地支持該標準，使用USB-PD for QC4作為通信協議來與電源適配器協商充電的性能，確保不會阻塞USB線的數據傳輸。不過，這并不代表有了PD我們就不再需要高通的快速充電技術，根據高通公司的說法：只有通過QC技術才可以在充電過程中實時監控溫度和優化性能。