飛象網(wǎng)訊（高靖宇/文）如今，“快充”早已成為智能手機的標配。在電池技術難有突破的情況下，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，手機快充從18W逐漸拉高，65W已經成為手機快充功率的主流，還有很多旗艦手機都已經支持100W以上的超級快充，iQOO最新推出的iQOO 10 Pro更是將手機快充功率提升至200W，僅需10分鐘就能充滿一部手機。
百瓦快充所帶來的體驗更是令人耳目一新。當手機只剩不到10%電量時，我們已經不再“焦慮”，更不用讓手機“熬夜”充電，只需分分鐘時間，手機電量就能實現(xiàn)快速 " 回血 "，這就是高功率快充帶來的極致體驗。而隨著頭部手機廠商相繼入局，大功率快充技術將迎來快速發(fā)展階段。
手機快充兩條路線殊途同歸
手機充電的速度，實際上就是電能轉化為化學能的速率，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，由于廠商的技術路線選擇不同，也就有了高壓小電流及低壓大電流兩個技術方向。
OPPO作為最早進入快充領域的廠商，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。與之對應的，高通和早期的華為、小米，則選擇了高壓低電流的技術路線。
兩種路線各有優(yōu)缺點：低電壓大電流的問題是對線材、接口有更高的要求，同時第三方充電器無法實現(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，因此兼容性相對較好。
然而隨著技術的發(fā)展，隨著雙電芯、電荷泵等解決方案的加入，以及人們對于手機快充峰值功率越來越高的要求。電流電壓二選一的技術路線已經不復存在，高電壓高電流成為了目前智能手機快充的共同選擇。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。
電荷泵技術是利用電容作為儲能單元進行電壓變換，轉換效率可以從普通充電 IC 芯片的 89% 提升到 98% 左右，同時實現(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，會通過電荷泵改變電壓/電流比，從輸入到手機端的2:1轉化為1:2的比例，也就是說在手機內部的負載為10V/20A。而為了避免電荷泵進行滿負荷運轉，減少充電發(fā)熱量，iQOO 10 Pro機身內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使用了雙電芯設計，每個電芯提供2350mAh電量，等效4700mAh容量。兩塊電池通過串聯(lián)的方式連接，得以分攤每塊電池的電壓，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使用的是更強的10C電芯，其能夠承載20A的大電流。
氮化鎵技術同步跟進
“高電壓、大電流”的快充方式，對于充電器帶來不小考驗，尤其是對于大功率的快充充電器，使用傳統(tǒng)的FET功率開關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，它的堅硬性好，熔點高，電離度高，并且可以在高速開關的情況下仍保持高效率水平，能夠應用于更小的元件，應用于充電器時可以有效縮小產品尺寸。
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)點很多，但其價格還不夠親民，目前市面上的65W氮化鎵充電器價格在百元以上，部分更大功率多口充電產品售價甚至超過400元，昂貴的原材料是導致消費級氮化鎵充電器價格高昂。
不過，從行業(yè)趨勢來看，高功率小尺寸的充電頭是未來主流趨勢，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，已經成為手機廠商追逐的新風口。
