快充|澎湃P1来了！小米12 Pro首发从2019年小米发布第一代快充机

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从2019年小米发布第一代快充机型，到小米MIX4的120W疾速秒充系统，有线快充速度已经翻了7.4倍，无线快充速度更是翻了12倍。如今，搭配随机附赠的充电器，只需要15分钟便可以完全充满。这使得很多用户彻底改变了整夜充电的习惯，转为随用随充，利用碎片时间便可以快速回血。真正意义上实现了充电体验的质变。
为了实现这样的目标，小米在2019年将快充设为重要战略方向，成立四大研发中心，并设立TMG充电技术委员会。在三年的时间内，为上亿设备搭载快充系统，申请了800余项专利。
在下一个十年的开端，我们需要思考的是，快充系统究竟应该继续追求速度，还是应该选择新的方向？

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120W单电芯方案
快充、续航、轻薄的最大公约数
快充是一个系统性工程，涉及寿命、安全、续航等等维度。如果一味地追求充电时间的极限，则会在其他方面造成妥协。
目前，有线充电速度达到120W的智能手机无一例外采用双电芯系统，高速的代价是降低了手机内部空间利用率：原本可以留给电芯的空间，被更复杂的充电电路和双电芯结构所占用，同样体积下，双串电芯的容量要低4%左右。不止如此，双串电芯在放电时又需要一颗2:1芯片进行降压，它本身的转换效率会导致电量浪费3%～4% 。单电芯充电系统可以规避以上问题，但将充电功率提高到100W以上却面临着巨大的挑战。

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这便是小米澎湃秒充系统要挑战的目标：做到续航和充电性能的平衡，实现单电芯120W有线秒充。
澎湃P1
填补120W单电芯快充行业空白
过去的单电芯快充体系中，要把输入手机的20V电压转换成可以充入电池的5V电压，需要5个不同种电荷泵的串并联电路。大量的电荷泵和整体串联的架构会带来很大的发热量，实际使用中完全无法做到长时间满功率运行，更难以做到120W高功率快充，这对于小米来说是不可接受的。
要重新设计整个充电架构，需要对其中快充芯片的功能做重新定义。驱动小米120W澎湃秒充的核心是两颗小米自研智能充电芯片：澎湃P1 。它们接管了传统的5电荷泵复杂结构，将输入手机的高压电能，更高效地转换为可以直充电池的大电流。

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澎湃P1作为首个谐振充电芯片，拥有自适应开关频率的4:1超高效率架构，谐振拓扑效率高达97.5% ，非谐振拓扑效率为96.8% ，热损耗直线下降30% 。

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澎湃P1本身承担了大量的转换工作：传统电荷泵只需要两种工作模式（变压、直通），而澎湃P1需要支持1:1、2:1和4:1转换模式，并且所有的模式都需要支持双向导通，这意味着总共需要15种排列组合的模式切换控制——是传统电荷泵的7倍。正向1:1模式让亮屏充电效率更高，正向2:1模式可兼容更多充电器，正向4:1可支持120W澎湃秒充，反向1:2/1:4模式可支持高功率反向充电。

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充电效率高、设计难度大的4:1充电芯片
同时，澎湃P1也是小米充电效率的4:1充电芯片，可做到0.83W/mm超高功率密度， LDMOS也达到业界领先超低1.18mΩmmRSP 。而澎湃P1芯片内部需要用到三种不同耐压的FLY电容，每颗电容需要独立的开短路保护电路，而每种工作模式又需要严格控制预充电压，功率管数量接近传统电荷泵的两倍。并且因为拓扑设计和功能复杂度的提升，每片澎湃P1在出厂时都需要通过2500多项测试，远高于传统电荷泵。