手机快充是如何实现的？

3月25日，小米联合创始人林斌在微博上公布了一段视频，视频显示，一部4000mAh的小米手机，仅需17分钟便可完全充满！而这项新技术的功率高达100W！远远超过目前主流手机所使用的功率。

　　年纪稍大的机友看到这不知作何感想，回想功能机时代，那时候的手机电池一般只有500mAh，充电器也只有5V0.5A，和今天对比，简直不值一提。
　　那么手机快充是如何实现的？为什么在长期停滞不前之后又突然迎来跃升呢？在此之前，我们先来谈谈手机是如何充电的。
　　众所周知，手机充电依赖4个环节：充电器、数据线、电池以及电源管理芯片（IC），电流电压需要经过充电器和手机端的把控，再通过数据线的传输和电源管理芯片的控制，才能给手机充电。这4个环节决定着手机充电的安全和速度。
　　❶充电器也叫电源适配器，它的作用是把220V的居民用电电压转换为手机能够承受的电压，比如支持高通QC2.0协议的充电器，能将电压降到12V/9V/5V再传给手机。
　　❷数据线承担着运输电流电压的作用，过程中会损耗一些能量，所以数据线也影响着手机的充电效率。
　　❸电池相当于储水池，把数据线运输过来的电量保存起来，再供给手机去运行功能。
　　现在手机电池一般都是锂电池，它具有能量密度高、使用寿命长的优点，同时也大大减少了手机、笔记本等便携式电子设备的重量和体积。不过锂电池也有毛病，它的充放电电压最好在2.4V~4.2V之间，否则就有可能燃烧爆炸！这就是为什么坐飞机安检时，电池容量大的电子设备不给带的原因。
　　❹电源管理芯片，顾名思义是用来管理从充电器传输过来的电流电压，相当于***机构，保证充电过程的稳定和调控，它的出现也降低了锂电池“发脾气”的风险。
　　比如手机电量快充满时，电源管理芯片就会开始发挥作用，自动减少充电电流、降低充电速度，保护电池寿命，这就是为什么手机充电至80%以上时速度会变慢的原因。
　　以上就是充电的过程，接下来再说说快充。
　　前面说过，功能机时代，手机功能少，耗费的电量也少，即便一周充一次也能用。但智能手机的横空出世改变了这一切，大屏幕、多功能，高耗能模式让电量一下子紧张起来。但手机电池容量一共就这么多，怎么办呢？只有往提高充电速度去想办法了。
　　学过初中物理知识的机友都知道，想要提高功率，就得提高电流或者电压。厂商们也是这么做的。如今快充方案有三种：高电压低电流、大电流低电压、高电压大电流。具体如何提高呢？这就离不开手机充电的4个环节了。
　　前面也说过，充电器能够转换电压，但真正起决定作用的是处理器里的电源管理芯片，所以高通等芯片厂商才能制定充电标准，这也是高通QC协议的来源，手机厂商最多只能在充电器和数据线上做文章。
　　再来解释这三大快充方案是如何实现的。
　　高电压低电流的原理是充电器先把220V的市电转换成12V/9V/5V这些低压，通过数据线传给手机，然后电源管理芯片再把电压进一步转化成4.4V以下的低电压大电流，这样手机电池才可以承受。
　　不过在早期，由于数据线只能承受2A以下的电流，传输过程也容易发热，导致损耗非常大，实际功率并不高。直到后来数据线质量提升，有些数据线也能承受5A电流，这一局面才改善了。
　　除了数据线，电源管理芯片在转化电压时也会产生损耗，转化率只有90%，而且亮屏时发热也会产生损耗，所以为了安全和充电速度，采用这一快充方案的手机，一般亮屏时会变成慢充。
　　目前采用高压快充方案的，有联发科PEP、三星AFC、华为FCP、高通QC。
　　另一种快充方案是大电流低电压，原理就是直接把电充给电池而不经过降压IC，只经过充电器的一次降压，这样损耗减少了还能降低发热，实现了功率的提升，也能实现亮屏快充。
　　不过这种方案需要特定的数据线和充电器、甚至充电口来实现兼容。比如OPPO就对充电器、接口、数据线等进行了全方位的改造，才实现了22.5V的快充。
　　采用这一方案的，有OPPO的VOOC闪充、一加的DASH、华为的SCP和荣耀的MagicPower等。
　　但这两种快充方案都具有局限性，想要实现更大功率的提升，难上加上。直到2017年，魅族创造性地将电荷泵技术加入到快充，实现了55W的快充！
　　电荷泵是一种直流-直流转换器，利用电容器为储能元件，用来进行电压转换，直接提高了电压和电流，它的出现彻底改变了手机的充电速度。相比传统IC只有90%的转化率，电荷泵能带来98%的转化！而且还能降低发热。
　　在此之后，手机厂商纷纷跟进这项技术。华为Mate20Pro的40W快充、iQOO的44W快充等，都采用了该技术。而OPPOFindX更是将这项技术改造了一下，采用双电芯串联结构，充电时两块电池一起充，电压就能降一半，然后利用电荷泵技术再降低一半，从而将充电功率提升到50W。
　　不过遗憾的是，在电荷泵技术风靡行业的同时，它的创造者魅族却没能及时量产，导致对手捷足先登……
　　至此，手机快充迎来了光速般的提升，我们再也不用担心手机充电需要等待漫长的时间了。看到这里，不知道各位机友有什么感想呢？