PD、QC有限快充的知識講解（課堂PPT）

1、手機(jī)電量恐懼癥手機(jī)電量恐懼癥?電量低于多少感覺到恐懼電量低于多少感覺到恐懼充電器給手機(jī)充電的過程充電器給手機(jī)充電的過程：1. 100-240V的高電壓轉(zhuǎn)變成我們所需要的低電壓 （ 5V. 9V. 12V. 20V等）2. 充電器通過不同的電壓電流檔位給手機(jī)供電 （5V-1A,5V-2A,9V-2A,12V-1.5A）3. 手機(jī)內(nèi)部的電源管理芯片對手機(jī)充電進(jìn)行管控，經(jīng)過3個階段 a：恒流階段 b：恒壓階段 c：涓流階段快充的最大意義是手機(jī)充電的0%-80%電量時間，尤其是從0%-50%的充電時間比傳統(tǒng)的普通充電有飛速的提升。并不是全程都是快速充電快充技術(shù)的概念原理快充技術(shù)的概念原理W=Px t（

2、功=功率x時間）P=Ux I (功率=電壓x電流)W=Ux Ix t （功=電壓x電流x時間）機(jī)器充電一般涉及到功率、電壓、電流三個概念，而它們?nèi)咧g的關(guān)系則是：在電池電量一定的情況下，功率既意味著充電速度，功率越大，充電時間就越短，而功率則由電流和電壓決定。最大充電電壓，是由鋰電池的電化學(xué)特性決定的最大充電電流，是由鋰電池的容量和制造工藝決定的快充必須同時具備三個因素：支持快充的手機(jī)、支持快充的充電頭、數(shù)據(jù)線快充必須同時具備三個因素：支持快充的手機(jī)、支持快充的充電頭、數(shù)據(jù)線主流有線快充協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)主流有線快充協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：PD協(xié)議（USB Power Delivery）:PD3.0,PD2.0 Q

3、C協(xié)議:（QC4.0+,QC4.0,QC3.0,QC2.0）蘋果5V-2.4A/2.1A協(xié)議三星-AFC協(xié)議華為-FCP協(xié)議華為- SCP協(xié)議OPPO:VOOC閃充閃充協(xié)議QC協(xié)議的發(fā)展歷程協(xié)議的發(fā)展歷程：在NOKIA時代，一塊800mAh的電池能用上兩三天，所以搭配5V0.5A的充電器完全夠用，兩三個小時就能充滿。QC1.0(2013年年)： 5V-2A智能機(jī)時代電池容量提高到2000mAh以上。QC2.0(2014年年)： 5V-2A,9V-2A,12V-1.5A智能機(jī)爆發(fā)增長，電池容量越來越大，機(jī)身越做越薄QC2.0的意義的意義： 劃時代的改變了充電電壓從保持了多年的常規(guī)的5V提升至9V

4、/12V，功率提升至18W，線材不需要特殊處理。QC2.0的缺點的缺點：電壓每提高一檔，效率約下降10%，這些能量大部分轉(zhuǎn)化為熱量，QC3.0(2015年年)：3.6-6.5V/3A 6.5V-9V/2A 9V-12V/1.5A高通也覺得5V到9V步子邁的太大,開發(fā)出獨特的電壓智能協(xié)商（INOV）算法，在QC2.0 9V/12V兩檔電壓基礎(chǔ)上，進(jìn)一步細(xì)分電壓檔，采用獨特的INOV算法，以200mV為一檔設(shè)定電壓，電壓最低可下降至3.6V最高20V，并且向下兼容QC2.0，效率提升最高達(dá)38%，充電速度提升27%，發(fā)熱降低45%.QC4.0(2016年年)：兼容：兼容USB-PD協(xié)議協(xié)議,C口口

5、在USB-IF 協(xié)會的強(qiáng)制要求下，高通推出QC4.0，提升功率至28W，并且兼容USB PD協(xié)議。取消了12V電壓檔，5V最大可輸出5.6A，9V最大可輸出3A，并且電壓檔繼續(xù)細(xì)分以20mV為一檔QC4.0+: 在在QC4.0的基礎(chǔ)上性能進(jìn)一步提升的基礎(chǔ)上性能進(jìn)一步提升高通高通QC協(xié)議為什么提高充電電壓而不是電流協(xié)議為什么提高充電電壓而不是電流線路損耗與線路電流成正比，與線路上傳輸?shù)碾妷簾o關(guān)。傳輸同樣功率的情況下，電流越低線損越低Micro USB接口，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面最大電流承載能力是2A，在保留現(xiàn)有USB線纜和接頭的情況下，無法繼續(xù)提高電流，那么增大功率的手段就只能是增大電壓了OPPO與高通

6、走了相反的道路，他們給MicroUSB在物理上打了補(bǔ)丁，增加了額外的接觸針，專門用來傳輸大電流。最大充電電流達(dá)到了4.5A，但是電壓維持在5V不變。同樣達(dá)到了超過20W的功率傳輸。而Type-C接口的出現(xiàn)，讓這個問題不再存在，因為TYPE-C口最高支持5A輸入電流，完全能夠滿足現(xiàn)有手機(jī)電池的快速充電需求。TYPE-C接口和USBPD中都嚴(yán)禁采用除USBPD以外的方式來調(diào)整充電電壓。高通為此做出了很大的努力去說服USB-IF組織，試圖在TYPE-C接口中，讓QC和PD同時存在。但是，很可惜，被無情的拒絕了，因此，QC不論在技術(shù)上還是在理論上，都將面臨著被淘汰的危險。當(dāng)然，高通自身是很清楚這一趨勢

7、的。因此，已經(jīng)在最新的處理器內(nèi)核中，集成了USBPD的協(xié)商功能。幾種幾種USB接口介紹接口介紹Micro USB接口，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面最大電流承載能力是2A。與以前常見的“USB-A”接口不同，PD快速充電依賴于另一種接口“USB-C”,供電方面USB-C口最大支持20V-5A也就是100W的電力傳輸需求.USB-A 是通過D+D-來進(jìn)行協(xié)議識別的，但USB PD卻要使用CC線來通訊，也就是說一定要USB-C口的充電器才能具備PD快速充電功能。B口/Micro USB口/Micro 口蘋果蘋果5V-2.4A/2.1A協(xié)議協(xié)議iphone原廠一直配備的充電器只有5V-1A即5W的功率，充電速度非常

8、慢iphone 6 plus、iphone 7 plus是支持 5V-2.0A即10W充電功率iPhone 8/8P/X進(jìn)一步提升功率，支持5V-2.4A即12W充電功率此外iPhone 8以后的手機(jī)都支持PD快充協(xié)議，不過目前需要用原裝的C-Lightning原裝數(shù)據(jù)線才能實現(xiàn)快充Ipad也支持5V-2.4A即12W充電功率一個充電器是否支持apple協(xié)議，需要看這個充電器兼容性，也就是是否支持apple協(xié)議手機(jī)插上充電器的一瞬間，手機(jī)與數(shù)據(jù)線會檢測D+D-是否具有蘋果識別協(xié)議，如果無識別協(xié)議的話，手機(jī)會運(yùn)行在5V0.9A的充電狀態(tài)上，只有檢測到蘋果協(xié)議（apple 2.1A apple 2

9、.4A），手機(jī)才會按照5V2A或者5V2.4A全速充電。PD快充協(xié)議快充協(xié)議-全名全名 USB Power Delivery定義定義：我們可以理解為 USB-PD 協(xié)議是在一條線纜中同時支持高達(dá)100W電力傳輸和數(shù)據(jù)通信的協(xié)議規(guī)范,是美國 USB-IF 協(xié)會為促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推出的一個為適應(yīng)現(xiàn)代化快速充電的需求，而推出的一個通用充電標(biāo)準(zhǔn)；這個標(biāo)準(zhǔn)兼容了高通、 MTK 、華為、 OPPO 各家之前的自有協(xié)議，同時加以了規(guī)范和補(bǔ)充，使之成為了一個完善的協(xié)議。現(xiàn)狀現(xiàn)狀：支持 USB-PD 協(xié)議的手機(jī)就已經(jīng)成為了 2017 年至 2018 年的旗艦手機(jī)的標(biāo)配PD和和Type-C口的關(guān)系口的關(guān)系：有 Typ

10、e-C 輸出的，不一定支持 PD 協(xié)議充電；支持PD 協(xié)議的充電器，一定是 Type-C 口輸出。PD選選C口的理由口的理由： Type-C口 支持正反插入、支持更強(qiáng)的電力傳輸，更快的傳輸速度（最高10GBPS)C端口默認(rèn)最高可支持5V3A。如果在C端口中加入PD協(xié)議，它就能支持USB-PD規(guī)范中定義的最高20V-5A 100W功率。目前主流的目前主流的PD2.0充電器規(guī)格有：充電器規(guī)格有：PD18W:5V-3A,9V-2A,12V-1.5A,15V-1.2APD30W:5V-3A,9V-3A,15V,2A,20V-1.5APD45W:5V-3A,9V-3A,12V-3A,15V-3A,20V

11、-2.25APD60W: 5V3A, 9V3A, 12V3A, 15V3A, 20V3APD幕后推手：幕后推手： USB-IF 組織組織為支持和推動市場與用戶對USB 兼容外設(shè)的認(rèn)同，英特爾在1995 年與業(yè)界同行成立了USB Implementers Forum（通用接口業(yè)界聯(lián)合組織，簡稱USB-IF組織）美國 USB-IF 組織，主要活動為推廣、營銷 USB 標(biāo)準(zhǔn)，并維護(hù)規(guī)格及認(rèn)證程序。 USB-IF 對于 USB 接口的進(jìn)步一直有著功不可沒的付出，類似如 Type-C 接口的推廣，又包括 USB-PD 協(xié)議，可謂一直不遺余力。業(yè)界惠普、英特爾、微軟、 APPLE、 Samsung 、 Q

12、ualcomm 、 Google 都早已加入.USB 組織提供了標(biāo)準(zhǔn)的傳輸接口規(guī)格，讓計算機(jī)與外圍設(shè)備間的連接輕松許多。一般應(yīng)用到USB 的信息產(chǎn)品包括了打印機(jī)、鍵盤、屏幕、網(wǎng)絡(luò)裝置、掃描儀等PD3.02017年春節(jié)期間，USB-IF 組織發(fā)布了USB PD 3.0的重要更新,旨在一統(tǒng)快速充電技術(shù)規(guī)范的PPS(Programmable Power Supply) ， USB-PD 3.0 協(xié)議兼容了高通 QC 3.0 與 4.0 ，華為的SCP與FCP, 還有 OPPO 的 VOOC在 PSS 規(guī)范里，將不允許 USB 接口通過非 USB-PD 的協(xié)議來調(diào)節(jié)電壓電流，這也變相的要求其它快充標(biāo)準(zhǔn)

13、必須是符合 USB-PD 協(xié)議的。所以在這么一個強(qiáng)有力的組織機(jī)構(gòu)下，接口的統(tǒng)一速度也會得到一個強(qiáng)有力而實質(zhì)性提升，用戶的陣痛期相應(yīng)度過的也就更快。PD快充的優(yōu)勢：快充的優(yōu)勢：所有不同品牌的手機(jī)、不同品牌的快充充電器與數(shù)據(jù)線都將實現(xiàn)通用。再也不用滿屋找充電器和數(shù)據(jù)線了PD關(guān)注的是兩個或者多個設(shè)備，甚至是一個基于USB接口的智能電網(wǎng)的電能傳輸過程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網(wǎng)的，可以具備系統(tǒng)級供電策略USB PD3.0：同時覆蓋高壓低電流、低壓大電流，電壓輸出范圍：3.0V21V，步進(jìn)調(diào)幅電壓為20mV，電流檔位：1.5A、2A、3A和5A簡而言之，USBPD3.0吸取了目前快充的精華，重新整合成一套“大而全”的快充方案，以實現(xiàn)手機(jī)快充大一統(tǒng)，所有支持快充的手機(jī)都可以通過一個支持PPS技術(shù)的充電器實現(xiàn)快充。重回那個一個充電器所有手機(jī)都不怕的時代快充的運(yùn)用快充的運(yùn)用：充電器，