快充技术原理与典型应用电路图详解

　　智能手机的兴起使得手机耗电量急速上升，而成本、电池技术都限制了电池续航时间，在没有办法解决电池续航问题的时候，为用户提供更快的充电速度似乎成了解决手机待机问题理所当然的方法，在这个大背景下，现在的手机快充技术越来越多的被手机厂商们使用和青睐。

　　一：快充技术原理-快速充电原理

　　电池核心仍是锂离子，大多数厂商走的，基本是"开源"和"节流"两条路——电池厂商努力提升能量密度加大容量，芯片厂商则在寻求低功耗方案，但这两者都是有上限的：前者手机便携性所限，后者是是技术限制。

　　既然开源节流效果都不明显，厂商就开始采用"曲线救国"的方案：提高手机的充电速度，从常规的1-2小时变得更短，以此降低充电的时间成本，换取便捷性。

　　电池充电的基本条件是：充电器电压要比电池电压高，才能克服电池的电压使它产生充电电流，完成电荷转移过程。

　　初中物理都学过，功率（P）=电压（U）x电流（I），在电池电量一定的情况，功率标志着充电速度，可以通过下列三种方式来缩短充电时间：

　　1、电流不变，提升电压

　　2、电压不变，提高电流

　　3、电压、电流两者都提高

　　把充电比喻成水池蓄水，提升电压，会对池壁带来更大压力，带来安全隐患。所以单纯采用提升电压这种方式的还不多。

　　从物理计算公式上来说，功率（P）=电压（U）x电流（I），在电池电量一定的情况，功率标志着充电速度，我们可以通过下列三种方式来缩短充电时间。

　　1、高电压恒定电流模式：一般手机的充电过程是，先将220V电压降至5V充电器电压，5V充电器电压再降到4.2V电池电压。整个充电过程中，如果增大电压，产生热能，所以充电时，充电器会发热，手机也会发热。而且这样功耗越大，对电池损害也是越大的。

　　2、低电压高电流模式：在电压一定的情况下，增加电流，可以使用并联电路的方式进行分流，恒定电压下，进行并联分流之后每个电路所分担的压力越小，在手机中也进行同样处理的话，这个每条电路所承受的压力也就越小。

　　3、高电压高电流模式：这种方式同时增大电流与电压，这样由之前的公式P=UI，我们可以知道的是，这种方式是增大功率最好的办法，但增大电压的同时会产生更多的热能，这样其中所消耗的能量也是越多，并且电压与电流不是无限制的随意增大。

　　这三种方式有一个共同的问题，那就是对充电器、手机以及充电数据线的电子元件要求更高。高通想利用其技术上的优势使得第三种方式，而OPPO选择退而求其次，采用了第二种方式来提高充电效率。

　　恒压提高电流是更普遍做法，目前手机标配的适配器通常为5V/1A输出，部分厂商将充电电流提升到了2A，一定程度上缩短了手机的充电时间，这确实是一种解决方案，但问题是，首先，2A需要充电器和手机都支持才行，手机上也有控制器，并不是多大电流都能支持，如果用2A充电器给仅支持1A的手机充电，其实输出也只有1A。

　　另外，电流不能无止境提升，大电流充电会产生更多的热量，如果发热速度超过了散热速度，又没有保护机制，电池的温度就会不断升高，寿命降低甚至引起爆炸。所有的电子产品，充电器和产品本身都会限制最大电流。

　　目前提升充电功率的两个方法，要么提升电压，要么增加电流，要么电压、电流均提高。并且只有经认证的手机端和适配器才能实现高效的充电效果。

　　首先充电器把家用电的220V降压到5V输出到手机Micro USB接口，然后手机内部电路再降压到4.3V左右给电池充电。这里面一共有两个降压的过程。

　　下面我们再来了解一下锂电池充电时间与充电过程。

　　上图中横坐标为时间，纵坐标为锂电池电压。由于锂电池的特殊性，过压或者欠压都会导致电池报废，所以现在的锂电池充放电保护电路原理就是测量锂电池电压，再根据电压判断锂电池是否处于正常状态（非过压、非欠压）。

　　锂电池的充电电流如上图粉红色线所示。锂电池的充电分为三个阶段，分别是恒流预充电、大电流恒流充电与恒压充电。

　　当电压低于3.0V时，充电器会采用100mA电流对锂电池进行预充电，就是上图C C Pre-charge阶段，中文名字叫恒流预冲电阶段，目的是慢慢恢复过放电的锂电池，是一种保护措施来的。合格的充电器都会有这个充电阶段。

然后与问题有关的就来了。当锂电池电压高于3.0V时，就进入到第二阶段，大电流恒流充电阶段（C C Fast charge）。由于锂电池经过第一阶段的预充，其状态已经比较稳定了（预充阶段的作用可以这样理解~但并不严谨）。所以在第二阶段，充电电流就可以适当提高，根据不同的电池来