儲(chǔ)存快充芯片技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

時(shí)間：2020-04-15作者：深圳市科電電子有限公司瀏覽：375

一、快速充電原理

快速充電技術(shù)將成為手機(jī)標(biāo)配。在電池容量無(wú)法迅速**突破，手機(jī)用電量又飛速增長(zhǎng)的前提下，快速充電技術(shù)普及尤為必要。中國(guó)信息通信研究院對(duì)快速充電的定義是：30分鐘充電進(jìn)入電池的平均電流大于3A或者30分鐘充電電量大于60%。

快速充電系統(tǒng)包括快充標(biāo)準(zhǔn)，快充電源適配器，接口E-marker芯片，充電線(xiàn)纜，手機(jī)快充芯片，電池等多個(gè)部分。各部分都必須針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)快充功能，并且保證充電安全。

1、 手機(jī)的四個(gè)充電環(huán)節(jié)

1）充電適配器

充電適配器的任務(wù)是把220V的市電轉(zhuǎn)換為手機(jī)能夠承受的5V電壓（現(xiàn)在應(yīng)各種充電協(xié)議，如QC和USB PD（Type C接口）等的要求，也要求能夠送出9V/12V/14.5V甚至20V的電壓。關(guān)于充電協(xié)議的話(huà)題我們已在**一篇公眾號(hào)做過(guò)討論），同時(shí)具有一定的功率輸出能力，例如5V/2A, 9V/1A等等規(guī)格。充電適配器屬于AC-DC的技術(shù)范疇，平常所說(shuō)的快充芯片其實(shí)是對(duì)適配器AC-DC芯片和手機(jī)端的開(kāi)關(guān)式充電管理芯片（以 DC-DC技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段）的統(tǒng)稱(chēng)，但本文的快充芯片特指手機(jī)端的開(kāi)關(guān)式充電管理芯片。

2）充電線(xiàn)纜

充電線(xiàn)纜的任務(wù)就是負(fù)責(zé)把電壓/電流從適配器端傳送到手機(jī)端，由于目前絕大多數(shù)充電線(xiàn)實(shí)際上就是USB線(xiàn)。這里有一個(gè)參數(shù)需要提請(qǐng)大家注意。按照USB2.0的標(biāo)準(zhǔn)，線(xiàn)纜需要具備傳送較大1.8A的電流能力，因此如果是5V的適配器，USB2.0的線(xiàn)纜較大能傳送的功率其實(shí)只有9W。

3）快充芯片

它的任務(wù)是把適配器的5V/9V/12V等電壓轉(zhuǎn)換成電池的電壓，同時(shí)按照需要的充電電流精確可控地向電池進(jìn)行充電。從技術(shù)上看，快充芯片是這四個(gè)環(huán)節(jié)中較具有挑戰(zhàn)的部分，因此目前業(yè)界有能力提供高品質(zhì)高可靠性的快充芯片的廠(chǎng)家十分有限，主要還是以德州儀器，仙童半導(dǎo)體等少數(shù)幾家國(guó)外大廠(chǎng)為主，國(guó)內(nèi)的希荻微電子、漢能經(jīng)過(guò)幾年堅(jiān)持不懈的*，已推出了一系列的快充芯片，打破了國(guó)外大廠(chǎng)的壟斷局面，并已在各大手機(jī)方案商和品牌商得到廣泛的應(yīng)用?？斐湫酒唧w的介紹將在下文做詳解。

4）電池

電池是這個(gè)環(huán)節(jié)非常重要的部分，整個(gè)充電環(huán)節(jié)都是為了使電池快速而安全地充滿(mǎn)電量。電池的主要參數(shù)包括：容量（mAH，手機(jī)中常見(jiàn)的有2000mAH, 3000mAH和4100mAH），充電截止電壓（目前常見(jiàn)的有4.2V, 4.35V和4.4V規(guī)格，較高的充電截止電壓，在同等的電池體積情況下，通常具有較高的電池容量，因此目前所謂的4.35V及以上的高壓電池逐漸在手機(jī)上得到較廣泛的應(yīng)用），以及可接受的較大充電電流等等。其中，可接受的較大充電電流一般以nC來(lái)表示。例如一個(gè)3000mAH的電池，1C的充電速度是指一個(gè)小時(shí)之內(nèi)即可充滿(mǎn)電池，此時(shí)可接受的較大充電電流就是3A；如果允許2C的充電速度，那么理論上半小時(shí)就可以充滿(mǎn)電池，則此時(shí)可接受的較大充電電流即為6A；以此類(lèi)推等等。

二、 經(jīng)典的三段式充電

其實(shí)給鋰離子電池充電的過(guò)程和我們生活中用水龍頭向洗臉盆放水的過(guò)程非常類(lèi)似：

**階段：當(dāng)開(kāi)始給一個(gè)空的臉盆放水的時(shí)候，為了不讓水濺出來(lái)，會(huì)把水量控制得很??；*二階段：等到臉盆底部積滿(mǎn)了一定水位之后，才把水龍頭開(kāi)得比較大，臉盆里已有的水可以對(duì)這樣急速的進(jìn)水起到緩沖作用，從而不會(huì)有水花濺出；*三階段：當(dāng)水位快到臉盆**部的時(shí)候，此時(shí)我們又會(huì)逐漸減小進(jìn)水量，以防止有水沖出臉盆之外，直至積滿(mǎn)整個(gè)水盆。

電池就像這個(gè)臉盆，只不過(guò)它儲(chǔ)存的不是水，而是電荷。電池的充電也有類(lèi)似的三個(gè)階段：

**階段：涓流充電。電池的特點(diǎn)是，當(dāng)電池電壓（大致相當(dāng)于水位）非常低的時(shí)候，其內(nèi)部的鋰離子活動(dòng)性較差，內(nèi)阻較大，因此只能接受較小的充電電流（一般在30到50mA左右），否則電池容易發(fā)熱和老化，不僅損害電池壽命，而且有潛在的安全問(wèn)題，因此把這個(gè)階段稱(chēng)為涓流充電，也有**將之稱(chēng)為線(xiàn)性充電或者預(yù)充電等等。

*二階段：恒流充電。當(dāng)電池電壓**2V以上，電池的鋰離子活動(dòng)性被充分激活，內(nèi)阻也較小，所以能夠接受大電流的充電。在這個(gè)階段，快充芯片會(huì)按照設(shè)定向電池提供可接受的充電電流，因此在這個(gè)階段電池得到的電量也是較大的，可以占到容量的70%到80%以上。

*三階段：恒壓充電。電池是一個(gè)十分嬌氣的儲(chǔ)能元件，它的電池電壓不允許**過(guò)截止電壓的±50mV，否則就會(huì)有安全隱患。因此，當(dāng)電池電壓被充到接近充電截止電壓的時(shí)候，快充芯片必須能夠自動(dòng)減小充電電流，控制“水花”不要**出范圍，直至把電池完全充滿(mǎn)。


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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