飛象網(wǎng)訊（高靖宇/文）如今，“快充”早已成為智能手機(jī)的標(biāo)配。在電池技術(shù)難有突破的情況下，高功率快充就成為提升續(xù)航的最佳解決方案。自2018年以來，手機(jī)快充從18W逐漸拉高，65W已經(jīng)成為手機(jī)快充功率的主流，還有很多旗艦手機(jī)都已經(jīng)支持100W以上的超級(jí)快充，iQOO最新推出的iQOO 10 Pro更是將手機(jī)快充功率提升至200W，僅需10分鐘就能充滿一部手機(jī)。
百瓦快充所帶來的體驗(yàn)更是令人耳目一新。當(dāng)手機(jī)只剩不到10%電量時(shí)，我們已經(jīng)不再“焦慮”，更不用讓手機(jī)“熬夜”充電，只需分分鐘時(shí)間，手機(jī)電量就能實(shí)現(xiàn)快速 " 回血 "，這就是高功率快充帶來的極致體驗(yàn)。而隨著頭部手機(jī)廠商相繼入局，大功率快充技術(shù)將迎來快速發(fā)展階段。
手機(jī)快充兩條路線殊途同歸
手機(jī)充電的速度，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的速率，也就是所謂功率。由于電功率P=U*I，所以想要提高充電速度需要增加充電電壓或電流。起初，由于廠商的技術(shù)路線選擇不同，也就有了高壓小電流及低壓大電流兩個(gè)技術(shù)方向。
OPPO作為最早進(jìn)入快充領(lǐng)域的廠商，在2014年推出了支持VOOC閃充的Find 7，正是采用了低壓大電流充電的解決方案。與之對(duì)應(yīng)的，高通和早期的華為、小米，則選擇了高壓低電流的技術(shù)路線。
兩種路線各有優(yōu)缺點(diǎn)：低電壓大電流的問題是對(duì)線材、接口有更高的要求，同時(shí)第三方充電器無法實(shí)現(xiàn)全速的快充。反觀高電壓低電流的問題在于效率較低，發(fā)熱量較大，優(yōu)點(diǎn)在于高通QC聯(lián)發(fā)科PE都是通用協(xié)議，因此兼容性相對(duì)較好。
然而隨著技術(shù)的發(fā)展，隨著雙電芯、電荷泵等解決方案的加入，以及人們對(duì)于手機(jī)快充峰值功率越來越高的要求。電流電壓二選一的技術(shù)路線已經(jīng)不復(fù)存在，高電壓高電流成為了目前智能手機(jī)快充的共同選擇。目前，廠商主要通過采用電荷泵降壓、串聯(lián)電芯分壓的方式解決。
電荷泵技術(shù)是利用電容作為儲(chǔ)能單元進(jìn)行電壓變換，轉(zhuǎn)換效率可以從普通充電 IC 芯片的 89% 提升到 98% 左右，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電壓減半、電流加倍的功能。而使用兩塊電芯串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓的原理，可以直接將單塊電池的電壓降至一半。
以iQOO 10 Pro的200W快充方案為例：在充電過程中，會(huì)通過電荷泵改變電壓/電流比，從輸入到手機(jī)端的2:1轉(zhuǎn)化為1:2的比例，也就是說在手機(jī)內(nèi)部的負(fù)載為10V/20A。而為了避免電荷泵進(jìn)行滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，減少充電發(fā)熱量，iQOO 10 Pro機(jī)身內(nèi)部總共部署了三顆電荷泵，在主板中放置2顆，副板放置1顆，每顆電荷泵只要輸出6.67A的電流即可，減少充電發(fā)熱量，并提高充電速度。
iQOO 10 Pro使用了雙電芯設(shè)計(jì)，每個(gè)電芯提供2350mAh電量，等效4700mAh容量。兩塊電池通過串聯(lián)的方式連接，得以分?jǐn)偯繅K電池的電壓，每塊電池承載的電壓只有5V，市面上普通的6C電池就能承受。但6C電池最大12A的電流是無法支持200W超快閃充的，因此iQOO 10 Pro使用的是更強(qiáng)的10C電芯，其能夠承載20A的大電流。
氮化鎵技術(shù)同步跟進(jìn)
“高電壓、大電流”的快充方式，對(duì)于充電器帶來不小考驗(yàn)，尤其是對(duì)于大功率的快充充電器，使用傳統(tǒng)的FET功率開關(guān)無法改變充電器的現(xiàn)狀。目前最為主流的解決方式是使用氮化鎵半導(dǎo)體材料解決，雖然成本較高，但基本上能夠滿足充電頭的需求。
相比硅材料，氮化鎵（GaN）是一種極穩(wěn)定的化合物，它的堅(jiān)硬性好，熔點(diǎn)高，電離度高，并且可以在高速開關(guān)的情況下仍保持高效率水平，能夠應(yīng)用于更小的元件，應(yīng)用于充電器時(shí)可以有效縮小產(chǎn)品尺寸。
以iQOO最新發(fā)布的200W 氮化鎵迷你充電器為例，它可以說是將氮化鎵技術(shù)發(fā)揮到了極致，其三圍是 61.05mm * 56.4mm * 28.89mm，體積僅為 99.47cm ，還不到一百立方厘米，重量卻只有 149.7g，更便于日常攜帶。
雖然氮化鎵充電器優(yōu)點(diǎn)很多，但其價(jià)格還不夠親民，目前市面上的65W氮化鎵充電器價(jià)格在百元以上，部分更大功率多口充電產(chǎn)品售價(jià)甚至超過400元，昂貴的原材料是導(dǎo)致消費(fèi)級(jí)氮化鎵充電器價(jià)格高昂。
不過，從行業(yè)趨勢(shì)來看，高功率小尺寸的充電頭是未來主流趨勢(shì)，而氮化鎵元器件由于擁有高充電效率，能量損失小，發(fā)熱低，體積小等特點(diǎn)，已經(jīng)成為手機(jī)廠商追逐的新風(fēng)口。
