【导读】从FAIRCHILD的FAN501到现如今普遍使用的TI的BQ2589X，IC电源厂商在不断满足快速充电的强大需求，此次魅族与某知名国际IC厂商合作定制快充IC，会对未来手机快充市场有那样的影响？

随着智能手机的普及，手机的硬件配置日益增强，续航能力已成为消费者体验的一个痛点。为了解决这个痛点，手机厂商逐渐扩充电池容量，但这又带来了新的痛点----充电慢。为了加快充电的速度，电源管理厂商的解决方案也不断推陈出新，从FAIRCHILD的FAN501到现如今普遍使用TI的BQ2589X，但充电能效一直未能有重大突破。

近日，国内手机厂商：魅族科技，率先打破充电能效的瓶颈，展示自家的新快充技术：Super mCharge，该技术与某知名半导体厂商研发近1年时间，采用颇具创新意义的充电IC一举解决了电能效率和成本方面的问题。

现有快充遇瓶颈 效率再难提升

要想给手机快速地进行充电就要尽可能提高充电功率，而提高充电功率就要从电压和电流两个关键变量下手。目前手机的快充技术分为两类：一类是以高通QC（Quick Charge）2.0/3.0、联发科PEP（Pump Express Plus）为代表的高压快充技术；另一类是以OPPO VOOC为代表的低压大电流技术，这两类技术在实际应用中各有各的优点，但随着用户对充电效率和可靠性的苛求，现有的快充技术都显得“力不从心”。

高压快充快充技术是首先将220V市电先在充电器进行一次降压，然后交由手机内部的充电IC再执行一次降压。两次降压对充电IC的电压转换效率提出了考验，然而目前充电IC转换效率仅处于90%上下，且充电功率做得越大，能量损耗也越大，浪费的电能大多以热量的形式散发，也将导致手机发热量过大。所以，高压快充无法满足手机充电越来越高的功率需求。不过，由于高压快充方案的成本相对低廉，且一般对线缆等部件无特殊要求，用在中低端手机上能够在实现快充的前提下兼顾产品的性价比。

与高压快充不同，低压大电流技术仅在充电器端执行一次降压步骤，不需要在手机内部二次降压，也就不会在手机内部积聚太多热量。但在充电的过程中，由线材电阻和接口电阻所产生的热量同样不可忽视，特别是在高电流经过的情况下，安全隐患会更加严重。为保证可靠性，就需要为低压大电流充电打造专门的充电器和线缆。以OPPO快充为例，其采用并联电芯的方式来设计电池，在充电器上也集成了MCU进行充电管理，还特别改制了USB线的接口以扩大电流通道。这一套软硬件结合的快充方案，无疑使手机成本大大增加。

Super mCharge：改良的高压快充

魅族的Super mCharge，采用11V/5A高压直充，最高功率可达55W，能够在20分钟之内充满3000mAh容量的电池。其技术本质上采用了高通的QC、联发科的PEP高压快充解决方案，不同之处在于手机内部的充电IC采用了电荷泵原理进行设计，大幅提升了电能转换效率，进而提升充电功率。

电荷泵也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”电容，而非电感或变压器来储能的DC-DC变换器（直流变换器）。它们能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压。其内部的MOSFET开关阵列以一定的方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数(1/2,2或3)倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。

简而言之，就是利用电容的充电、放电特性实现电荷转移进而给电路供电。相比其他的DC/DC变换器，电荷泵电路仅需外接两个电容就能实现升压或降压，且工作频率2-3MHz，可采用较小的MLCC（多层陶瓷电容）以节约空间和成本，这也为利用电荷泵原理设计手机快充方案创造了先决条件。

这次，电荷泵被魅族用来设计手机内部的降压IC，相比现在的高压快充，魅族所采用的方案换能效率达到空前的98%，在充电速度超快的同时也规避了严重发热的问题。当然，魅族这套快充系统采用的线材和充电接口也设计了足够的安全余量，安全性不必担忧。

尽管这套针对55W快充解决方案成本很高，但若在初期仅把充电功率做到30W-40W的水平，其综合性价比也足以胜过现在的大电流方案了。由此可见魅族的快充技术不仅充电快，而且还更具灵活性，未来针对各种机型可以设计不同层次的快充方案。

未来：iPhone可能采用类似技术

Super mCharge在高压快充的基础上重新设计充电IC，成功从低压大电流阵营的手中抢到了技术的主动权，很有可能改变改写未来快充的技术路线。如果没有魅族的创新，那么整个安卓阵营必然持续在大电流技术上面投入更多的资源，而且是否能突破破瓶颈还很难说。

那么对于迄今在快充领域无所建树的苹果来说，Super mCharge给出了解决问题的方向。目前，iOS的Lighting接口仅支持最高2.4A的电流。基于种种原因，苹果不会在几年内更换接口，也就不可能采用低压大电流技术的快充。所以，与IC厂商共同开发更先进的充电IC，提升降压转换的效率才更适合iOS设备，而这也符合苹果以巧妙方式解决问题的一贯风格。

根据最新爆料，苹果将会在今年的iPhone 7s、7s Plus和OLED版iPhone共三款机型上面加入快充功能，芯片方案上将采用TI的电源管理芯片和Cypress的电力传输芯片。除此以外，新iPhone将采用并联双芯电池组的设计，也是为了提升输入电压和输入电流的额度，为快充开路。不过，类似Super mCharge的充电IC，苹果在今年的产品上面能用到的概率很低，但它是目前提升降压转换效率的最好思路，苹果肯定会认真研究。现在，苹果已经开始填补短板，但其快充依然会在一两代产品内落后安卓阵营，毕竟追赶需要时间。

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