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充电器将高压转换成低压同时能够对电池进行恒流、恒压等模式进行充电,有时候也称为适配器。对手机充电器来说，充电器负责电压变换、功率输出和以及限流保护，手机内部配有电池管理系统，对电池的电流、电压和电量进行监测和控制。

1、大块头

笔者最早接触的充电器是儿时随身听大块头充电器，其内部是一个工频变压器加整流桥和平滑电容，内部都不带有稳压器的，别问我是怎么知道的。在那时觉得这是一个极其神奇的存在，可以取代电池，要知道，那时候的电池用不了多久就光荣退休了。笨重，构造简单同时也可靠耐用。NOKIA早期的充电器就是这种原理，输入为220VAC 50Hz输出为3.7VDC并提供最大355mA的充电电流，输出功率仅1.3W。充电线和充电器是一体的，而充电口也是圆形的，虽然输出功率不大，可是块头却很大。不过对于当时几百几百毫安时的手机电池足够了。

交流适配器（0.9W）

Nokia标准旅行充电器

工频变压器

2、小身材，大能量

早期的Nokia数据线和充电线还是分开的，USB数据线只能进行数据交换，而无法进行充电。诞生于上世纪中期的USB，最初是将诸多外设连接至计算机，并不具备充电的能力，但是能提供一定的供电能力。2000年出现的USB2.0，默认外设吸收100mA的电流，通过协商能最大能提供500mA的电流。手机或者其他想使用USB设备充电的制造商在插入USB2.0设备时，最多能获得500mA的电流。同时期手机配备的充电器输出电流在500mA上下浮动，当然具体以多大电流充电依旧是由手机控制而非充电器决定。

使用USB数据线作为充电线，具有很强的通用性，数据线可以换着用，充电器也可以换着用，甚至任何一个USB口都可以插上为手机充电；充电和数据传输可以同时进行，你可以边传图片，边充电，好吧，只要插上不管干什么都得充电。既然使用USB接口充电那就要服从USB IF（USB Implement Forum，USB规范的提出机构）的指挥，标准的USB2.0能提供500mA的电流，目前市面上大部分都是USB2.0，也有部分USB3.0，其最大电流为900mA。USB BC（BC Battery Charge电池充电，以后简称BC规范）是USB IF提出的充电标准，USB2.0规范没有关于充电的标准，BC规范（广泛应用的版本是BC1.2）是USB2.0协议族的补充，所有采用Micro-USB接口充电的设备都应满足这一标准，但总有例外例如苹果，三星。BC规范将最大充电电流提升至1.5A。

BC规范的核心是识别机制，通俗的讲，手机不再盲目地汲取电流，而是根据USB设备类型而决定。将供电的设备分为3种，能提供500mA电流的USB，能提供1.5A的USB，和能提供1.5A的充电器。至此手机充电器，已经能提供最大7.5W的功率，使用的开关电源技术，功率增大的同时体积却大大减小。

RCC充电器电路(5V500mA 2.5W)

3、快充时代

智能手机出现以后，彻底改变了人们的生活，手机处理器性能越来越强劲和内存越来越大，对电量的需求也是越来越大。手机电池也越来越大，当电池容量突破3000mAH大关，5V 1.5A充电时间已经相当可观了。在手机处理器界占据大半壁江山的高通，振臂一呼QC1.0（Quick Charge 1.0 快速充电） 打破BC 1.2 对于1.5A的限制，达到5V 2A，充电时间缩短了40%，现在千元机大部分都配置了5V2A的充电器。Micro-USB，电流限制一般认为是已经到了极限，再提高电流将增加发热，对于数据线和接口提出更高要求。

我们知道功率为电流和电压的乘积，提高充电输入，就是加大充电的功率，既然电流已经到了极限，那么可以提高电压，继续加快充电速度，QC 2.0应运而生，通过握手协议，让手机与快速充电器相互识别，充电器可以输出9V、12V和20V的高压，在2A电流不变的情况下继续提高充电功率，而且现有的线材和接口完全可以满足。但是电压太高又会引入新的问题，电池电压一般为4.2V，输入过高的电压，手机就要负责将高压降至4.2V左右的低压才能进行充电，电压变换阶段效率不会是100%，就必然有一部分以热量形式散发出来。而且电压差越大，发热量越高，这也是快速充电时手机发热的原因之一，还有一部分是电池发热。大部分手机厂商也只采用了5V、9V和12V三个档，20V几乎没有采用的。当支持QC2.0的手机和充电池配合使用，将大大缩短充电时间。

QC3.0兼容QC2.0同时将电压继续细分采用INOV算法，以200mV为一档调整，最低可下探至3.6V最高电压20V，并且向下兼容QC2.0。由于Type-c接口逐步取代原来的Micro-USB接口，最大电流也提升到了3A；标准输出方案：3.6V～6.5V3A,6.5V～9V2A,9V～12V1.5A (18W)。QC4.0技术将最高功率调整到28W，方案设计为5V/4.7A~5.6A和9V/3A，舍弃了12V的设计，且步进电压调整为10mV。由高压小电流转向低压大电流，粗犷到精细化控制的转变趋势。

快速充电无非提高电流或者提高电压，在Micro-USB时代电流2A已经是瓶颈，快充的解决方案是高压小电流。到了Type-C时代电流突破5A，快充的解决方案更倾向于低压大电流。基本的方案有了，剩下的问题就是解决何时输出高压，何时输出低压。除了高通的充电协议，许多厂商如OPPO、华为、魅族和MTK等厂家也推出了自己的快充协议，其本质都是先用5V标准电压进行充电，然后进行握手识别，进而手机控制充电器的功率输出，或提高输出电压或增大输出电流。典型的低压大电流充电技术是OPPO的VOOC，VOOC为了满足大电流输出的要求将标准的数据先进行改造，由传统的5针增加至7针，外形还是Micro-USB的样子，低压充电技术的好处是手机端不会增加额外的电压转换，大大减小充电发热量，对于充电器来说，增加和减小输出电压，效率变化不是很大，加上次级应用同步整流技术的应用，发热量不会很大。

以支持QC3.0的快充芯片FP6601Q为例简单分析快充的识别控制过程。

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