为何华为能实现40W快充、15W无线快充？详解Mate 20系快充技术
随着上网、聊天、阅读及移动支付的频次提高，人们使用智能手机的时间越来越长，这也对智能手机的续航时间提出了更高要求——不仅要有大容量电池，还要有快充技术，这两者缺一不可，现在没人能忍受两三个小时才能把电池充满的手机了吧？华为在Mate 20系列手机上实现了最高40W的有线快充、最高15W的无线快充， 充电功率比它还高的只有OPPO的50W超级闪充，但是OPPO的技术需要两块电池，而且容量并不高，综合来说依然比不过华为的40W快充。那么问题来了，华为的40W快充及15W无线快充是怎么做到的呢？
华为的40W快充、15W无线快充支持Mate 20 Pro及Mate 20 RS手机，兼容性也做的不错，Mate 20 Pro的40W快充头能够完美向下兼容华为5V4.5A 22.5W超级快充和9V2A普通快充，标配的数据线也是和之前一样的5A数据线。如果用在Mate 20/Mate 20X、P20，Mate 10或其他旧型号手机上，可以按照22.5W标准输出。Mate 20 Pro手机也能够完美向下兼容华为各种快速充电器，包括5V4.5A，9V2A及PD协议。
对于华为是如何实现40W快充及15W无线快充的，华为手机产品线负责人李小龙Bruce_Lee今天在微博发了一篇技术文，详细介绍了华为是如何实现这两种告诉充电的，可以当作一个手机快充技术的小科普了，推荐了解下，以下是长微博内容：
今天介绍一下华为这次发布的有线40W超级快充和无线15W快充。
很多用户可能不理解快速充电真正的困难在哪里。只要不限制体积，开发出大功率的充电头没有难度，随便找一个便携机傻大黑粗的充电器功率都比手机充电器功率大。高充电倍率的电池其实也没难度，玩过直升机航模的玩家都知道，20C以上的动力电池比比皆是（20C是指最大放电电流是电池容量的20倍，比如20C 4Ah的电池最大放电电流可以到80A），很容易实现10分钟充满，5分钟放光充放电速度，这种电池的主要缺点是能量密度低、循环寿命短，快速充电是用这两个指标换来的。充电数据线也同样没有太大难度，两年前荣耀就已经有了支持最大8A电流的TYPE-C数据线。
那手机快充的困难到底在哪里？其实最困难的地方在于手机充电各种规格指标都要完美的实现，不能有任何短板，要充电速度快，电池循环寿命要长，电池容量不能缩水，充电过程手机不能太热，要安全可靠等等等等。
Mate 20 Pro应该是当前唯一一款完美实现以上各种要求的产品。
Mate20 Pro通过前30分钟高速充电，之后降低充电速度，不刻意追求100%充满充时间最短（我们认为用户最关心的就是充电前30分钟的充电速度，后段慢一点其实对使用影响不大，但电池续航不够用就是大问题了），实现了在非常紧凑的机身内装下4200mAh大容量电池，比上一代产品还增加了200mAh，这款电池应该是业界快充电池里能量密度最高的一款，而且电池循环寿命、低温放电特性也是业界最好的。
之前有同事问我为什么100%充满时间不能做到第一，我调侃他，只要你把这块4200mAh的电池容量宣称为3000mAh，就可以实现30分钟内充到100%，如果你愿意再多充一会，还可以充到140%。
另外一难点是发热控制，大家知道功率P=I^2*R，如果阻抗不变，发热量是电流平方的倍数。所以必须想尽办法降低充电回路上的阻抗，降低供电电路上的电流才能降低发热。传统的9V2A快充就是用提高电压的方式降低电流的，类似于电网的高压输电，但这种方式最大的问题在于手机内需要把9V电压转换为电池需要的3.3V~4.4V，传统的DC/DC电压转换效率不高，损失的能量都会变成热量散发出来，为了控制发热只好限制充电电流，用户会发现只快充了几分钟充电速度就慢下来了。
这也是华为为什么一直没有使用12V给手机充电的原因，因为DC/DC电压转换压差越大转换效率就越低，发热限流后，12V的充电速度还不如9V的系统。华为5V4.5A超级快充巧妙的实现了在快充时跳过手机内的DC/DC电压转换电路，充电器按照手机发出的指令精确输出电池需要的电压和电流，减少了手机内部转换电路的损耗。另外由于充电器具备了和手机的通信能力，还可以实现整个充电回路阻抗、发热的监控，保证了更安全的快充。这也是5V4.5A超级快充相比9V2A功率增加的不多，但充电速度提升了很多的原因。
我们这次发布的40W超级快充，在手机内部使用了电容充放电1/2分压电路，就是俗称的电荷泵降压电路，这种降压方式最大的优势就是电压转换效率非常高，接近100%，几乎没有能量损失，但最大的缺点是只能输出一半的电压，没有调压能力。这可难不倒我们的SCP超级快充协议，我们的充电头可以按照电池的要求输出两倍电压给手机，经过1/2降压后不就正好满足电池的要求？这款40W充电器可以输出从3V-12V之间的任意电压，完美的解决了高压充电电压转换效率低、低压充电电流大的矛盾。还完美的兼容了5V4.5A超级快充、9V2A快充标准，还可以继续使用之前的5A充电线。
另外为了降低充电器的发热和提升可靠性，减少充电器体积，这款40W充电器采用非常高效的转换电路，内部还采用了灌胶处理。这款充电器也是当前各手机厂家里功率密度最高的一款充电器。
这次华为发布15W无线快充之后，很多业内人士都很好奇华为是怎么实现的，因为其他厂家即使在充电盘上增加散热风扇也无法实现这么高的充电功率。无线充电面临比有线充电更大的发热问题，因为除了有线充电需要的DC/DC转换电路之外，还多了接收线圈和整流滤波电路，转换效率更低。而且为了提升充电功率，降低充电线圈电流就需要提高充电线圈的输入和输出电压，但更高的电压就意味着更低的DC/DC转换效率，更高的发热量，手机充不了几分钟就会因为发热而限流。
我们这次巧妙的借用了上文所讲的电荷泵降压电路，充电线圈整流滤波之后不经过DC/DC电压转换直接经过电荷泵给电池充电，减少了中间环节提高了充电效率，可以用更大的功率给电池充电。由于电荷泵不支持调节电压，这就需要依靠无线充电线路部分的精确调压能力以及充电盘和手机之间的可靠性的通信能力协同工作才能实现高速无线充电。这就是为什么华为能实现高速无线快充，而且发热量还控制的非常好的原因。