谁才是未来？QC/MTK PE/USB PD三大快充技术对比
8月 20, 2016
现在的电子产品愈发注重用户体验。随着新一代智能手机和平板电脑的移动处理器的运算速度越来越快，内核越来越多，电池容量的不断提高，电池的快充与发热等问题已成为影响用户体验的重要因素，因此对移动终端的电源管理提出了更高的要求。目前，各大移动处理器平台厂商（高通和联发科等）都推出了相应的快充解决方案，这些方案都需要在便携式电子设备端配置快充芯片，以实现高压大电流快充。
一、高通Quick Charge简介
高通QuickCharge1.0
使用的是5V/2A输出标准，到了QuickCharge2.0发展到5V/9V/12V三种电压最大充电电流3A的水准，最新的QuickCharge3.0则是在2.0的基础上进行改进。
高通QC1.0：输出规格5V/2A，基本都是骁龙600平台。
高通 Quick Charge 2.0
高通Quick Charge 2.0技术是Quick Charge 1.0的升级版本，采用了全新的规范。通过同时加大电流与电压的方法来提高充电速度。QuickCharge2.0的优势：其技术兼容性和继承性比较好，外部接口采用的是通用USB标准，无需购买专用的线缆，没有快速充电功能的手机在采用QuickCharge2.0充电器时，仍然可以按普通方式充电。
劣势：在于手机侧相对会有较大的发热，充电速度稍慢。
高通 Quick Charge 3.0
去年，美国高通公司在香港首次展示了Quick Charge 3.0快速充电技术，宣称QC 3.0与Quick Charge 2.0相比，帮助提高快速充电速度最高达27%，或减少功率损耗最高达45%。据美国高通公司官方介绍，在充电选项方面，Quick Charge 2.0提供5V、9V、12V和20V四档固定充电电压。
而Quick Charge 3.0采用INOV最佳电压智能协商算法后，则以200mV增量为一档，提供从3.6V到20V电压的灵活选择。这将允许手机等移动终端获得恰到好处的电压，达到预期的充电电流，从而最小化电量损失、提高充电效率并改善热表现。现在快充技术与USB Type-C的结合，更是将易用性与实用性推向新高度。
高通Quick Charge 3.0现已正式推出，并将在部分高通骁龙处理器中以选配形式提供，包括骁龙820、652、650、625、617、435和430处理器。目前，小米、乐视、惠普、LG 也都推出了支持Quick Charge 3.0快充技术的新手机。
二、联发科Pump Express简介
Pump Express
联发科推出了属于自家的快充技术——Pump Express。Pump Express特点：允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压，由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器，充电器依照这个指令调变输出电压，电压逐渐增加至高达5V 达到最大充电电流。
1．Pump Express为快速直流充电器提供的输出功率小于10W（5V），受控输出电压：5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V，主流输出功率：5V/1A & 5V/1.5A
2．Pump Express Plus为充电器提供的输出功率大于15W，其差别为受控输出电压增加了12V、9V 和7V 三个档位，为12V/9V/7V/5V/4.8V/4.6V/4.4V/4.2V/4.0V/3.8V/3.6V。
联发科MTP Pump Express Plus的原理和高通Quick Charge大同小异，都是在保证充电电流2A的基础上，通过加大充电器到手机USB 端口的电压来实现更大的充电功率。
3．Pump Express 3.0仅需20分钟就能将智能手机的电池从零充到70%。通过Pump Express 3.0，使用者只要充电五分钟，手机就能够通话长达四小时。联发科表示，此速度几乎是目前市场上竞争方案的两倍，并且比传统的充电技术快了五倍之多。此外，Pump Express 3.0是全球首款采用USB Type-C接口进行直接充电的快充方案。直接充电可绕过手机内部的充电线路，而且电源适配器的电流直接流至电池，从而有效防止充电时手机出现发烫问题。
Pump Express 3.0的主要功能提升包括：更快的充电速度、更高的充电效率、以及充电时更低的手机温度。通过直接充电，Pump Express 3.0的功率耗损比Pump Express 2.0减少了达50%。目前主要应用于MTK MT6757，MT6797等高端平台。
三、Type-c （PD）简介
“USB Power Delivery Specification（USB PD）”是一个利用USB接口实现最大可供给100W电力的标准。目前，USB PD标准分10W、18W、36W、60W和100W五级“规格”，电压采用5V、12V和20V，电流为1.5A、 2A、3A和5A，如此灵活的配置，让各种电子设备都能通过一条USB线缆满足供电需求，不但可以为移动设备供电，甚至还能给笔记本、显示器直接供电，并且它可以实现双向充电，也就是说两台电脑用USB线连接可以互相充。
USB PD标准能够支持100W以内，5V、12V、20V不同电压的装置，且将电源及讯号整合至同一条线内，所以除了能够给手机、平板充电以外，还可给笔记本电脑等以往无法通过USB供电进行驱动设备的快速充电，苹果新MacBook就是使用USB Type-C+USBPD来实现的。有了谷歌和苹果两大巨头的支持，USB Type-C+USBPD标准非常有希望成为未来的统一标准，智能手机、平板电脑、笔记本电脑等所有的数码设备都可以实现通用一个充电器和数据线。
四、方案比较
USB Type-C+USB PD虽然是目前最优的解决方案，但利益驱使着其它厂商去制订自己的快速充电标准，每个标准都有各自的优缺点，成本低、使用方便、兼容性最强的那一个相信才能得到最多的采用。
高通的快速充电方案优点：控制逻辑单纯，可靠性好，缺点：充电器的成本比同功率的充电器高20~30%。目前欧美和日本的手机制造商偏向使用高通的方案。
联发科的方案，其智能手机及充电器总成本控制在略增10%以内，迎合中国及新兴国家中、低阶智能手机产品市场的需要。但是从技术的角度看，用电流脉冲信号的控制模式，其抗电磁干扰性和稳定性还需要更多验证。
五、各种方案的对比
PE+2.0介绍：
1. PE+2.0的状态机：
2. 升压波形协议及编码规则：
PE+2.0软件设计：
在充电器类型为标充且底层电量SOC在1%—95%之间时，开始PE+2.0升压充电器的检测：首先将VBUSreset至5V，之后发送8.5的current pattern再获取此时VBUS电压和8.5V比较，若其与8.5的差值绝对值在0.5之外，则升压至8.5V，如果在三次升压尝试中可以升压至8V至9V之间可以认为升压成功，同时判定为PE+2.0充电器，之后根据电池电压选择升压target值：
以上电压与VBUS升压target值的对应关系来自于charge IC厂商提供的数据表，然后按照一定的规则生成，核心依据是在电池电压下，该target值的充电效率最高。因此需要IC厂商提供充电效率表，以此为依据修改。
如果SOC超过85%且充电电流小于1A，VBUS会reset到5V,，停止升压：