UFCS新一代融合快充协议的发展

 一。简述

UFCS——Universal Fast Charging Specification，新一代融合快充协议 2022年10月，中国通信标准化协会与电信终端产业协会联合在京召开移动终端融合快充成果发布会，发布首批 11 张快充认证证书，涉及 6 家企业的 4 款终端、5 款适配器和 2 款芯片产品，涵盖小米、OPPO、华为等厂家的手机、快充芯片以及充电产品。

  应用机型

华为、小米方面纷纷发布了支持UFCS融合快充协议的充电器： 华为方面，上架了一款40W冰糖全能充电器，售价139元，官方表示，这是首款通过中国融合快充 UFCS 协议认证的充电器型号； 兼容多品牌的快充设备，功率密度高达 1.19 W / cm3，采用先进的氮化镓合封芯片以及 mini 平面变压器等器件，使产品体积缩小近 48%。

小米方面，推出了首款支持UFCS融合快充协议的充电器，为67W氮化镓双口充电器套装，套装内含USB转Type-C线，售价149元，最高功率为65W（20W+45W），支持智能识别设备、配备输出电流，可对华为、OPPO、vivo等支持UFCS协议手机进行快充。

 二，快充协议的发展

快充：从初始充电状态开始，至充电30分钟，通过提高供电设备的输出电压或输出电流，实现进入电池的平均电流大于等于3A或总充电量大于等于电池额定容量的60%的充电方式。 即：充电30分钟，电流≥3A或总充电量≥60% 快充功能成为智能手机的“标配”，而快充功能在各大品牌手机厂商新机发布会上也是必提的重点。

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 ”充电五分钟，通话两小时” 提升快充三种方案 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。 P=U*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

 

PD：USB Power Delivery, 是USB-IF 组织提出的，理论上可以达到100W，几乎所有的充电线其中一端都是USB接口，不论是苹果的lighting还是type-C，大家用的都是USB的接口，所以不得不按照它们制定的标准来，因此快充协议都必须遵循PD协议。 QC: Quick Charge, 是知名芯片公司高通为配备骁龙处理器研发的快充技术,为PD快充协议兼容QC协议，所以一些非高通处理器的手机也是可以支持QC快充协议。 PE: Pump Express, 由联发科推出，其特点是允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压。虽然同为芯片厂商，但PE 协议除了魅族以外，很少有手机支持，想要找到合适的充电头相较于高通阵营难得多。

 

 

公有协议到私有协议 OPPO自研的VOOC闪充技术，在2022年MWC世界移动通信大会上，最新已240W超级闪充技术。 华为采用的是自家的私有协议SCP和FCP，SCP全称Super Charge Protocol，FCP全称Fast Charger Protocol，SCP也是荣耀目前正在使用的快充协议。 小米推出MI Charge Turbo闪充技术，需要使用原装充电器和数据线才能实现最佳的快充效果，值得注意的是，因为小米的快充数据线采用了魔改方案，所以只有小米原装数据线才支持小米的高功率快充。

 

 

论私有协议，一个是比一个猛。但是，问题，也是出在这个「私有」上。尽管通用的PD、QC等协议，早就提出，且现在最高也都能支持到100W级别的充电功率。但是，因为各家都在搞自己的私有协议。 愿意兼容好它们的，并不多，平时在家充电，那确实很爽，10分钟出头就能充满。但要是出门没带原装充电器，那这个充电体验，从200W掉到18W，可想而知。

 

 

主要目的就是推动快充团体标准向行业标准转化，也就是说，符合这个协议的快充充电器，可以为不同的手机品牌快速充电，解决了充电器不兼容的问题，为终端使用者创造快速、安全、兼容的充电使用环境。 第一阶段的通用最高功率为40W，虽然远不如突破百瓦大关的最新私有快充协议，但也勉强达到了【快充】的门槛。   第二阶段通用功率将进一步提升到65W，届时就能满足绝大多数用户对于通用型快充技术的心理预期了。

 

 

特点：        目前默认供电端 使用USB A口. 这个是比较特别的. 但根据FCA说明，下一个UFCS版本，有大概率会导入USB Type-C ™ 充电器，默认支持USB BC 1.2. DCP模式；        UFCS 快充模式使用USB D+/ D- 当作数据线路。支持可变电压与大电流。

最外面两个是用来传输电流的，中间两个是用来传输数据的。VCC、GND较长，D+D-较短，那是故意设计，为了拔出时先断开数据连接，后断开电力供给。

 

 

 

物理层特性：         1）初始状态下，充电器的D+/D- 默认短路。 也就是最简单的USB BC 1.2 DCP模式. 这个部分基本跟USB PD要求的一致不过一般芯片厂商，为了支持多协议（QC 3.0等）， 可能会独立控制D+/ D- 以符合USB BC 1.2 DCP 模式要求。          2）传输脚位定义与方式以供电端为主体，D+ 是Tx （输出）， D- 是Rx （输入）… 充电端就是刚好相反。

 

当供电设备和充电设备通过线缆连接时，首先进行 USB BC1.2 检测[1]，检测结果为 DCP 设备后，充 电设备启动快充协议握手检测，供电设备在 DCP 状态下，持续检测 充电设备是否启动 UFCS 握手检测。

 

物理层：充电协议实现的物理基础，控制数据的发送与接收、CRC 运算、插入/拔出检测、协议握 手检测等； 协议层：连通供电设备和充电设备，进行信息交互； 应用层-充电设备端：充电协议选择、流程、调压策略等； 应用层-供电设备端：功率调节，根据充电策略调整供电设备的输出功率； 功率输出/功率输入：功率输入输出电路。 接口：遵从 USB 相关规范定义。

 

 

五，未来展望

目前没有强制推行的快充标准，导致各种私有充电协议泛滥，兼容产品的出现，也让市场上的劣质充电头和数据线泛滥，这些劣质的三无产品，很有可能就是一颗定时炸弹，引发失火或其他更严重的损失。 每年仅多余的充电器和充电线，就会产生超过1.1万吨的电子垃圾，这与各大厂商宣传的环保完全背离，明明大家都是相同的接口，却因为私有协议而不支持快充，科技的进步应该是给我们创造便利而不是阻碍。 如今type-C接口应该也是大势所趋。希望数年之后，一个充电器就可以给家里所有的设备快速充电。