近(jin)年來，用戶使用智(zhi)(zhi)能(neng)手機體驗中如寬(kuan)帶無線(xian)通信、圖像處理(li)（高像素(su)及日益熱火的雙(shuang)攝拍照，視頻(pin)），音頻(pin)（如HIFI），屏(ping)幕分辨率等(deng)(deng)多(duo)方面的需(xu)求(qiu)日益迫(po)切，智(zhi)(zhi)能(neng)手機CPU、GPU等(deng)(deng)運算電路(lu)處理(li)能(neng)力不斷增(zeng)強，這(zhe)一切都將(jiang)導致智(zhi)(zhi)能(neng)手機整體能(neng)耗需(xu)求(qiu)將(jiang)成(cheng)指數增(zeng)長。

而與(yu)此(ci)同時，電(dian)(dian)池容(rong)量卻呈線(xian)性緩慢增(zeng)(zeng)長。能耗需求缺口逐漸拉(la)大，電(dian)(dian)池技術遲遲無法突(tu)(tu)破，成為(wei)終端使用的(de)最大瓶頸。在之前的(de)客戶使用的(de)解決方案中(zhong)，是簡單的(de)通過(guo)增(zeng)(zeng)加電(dian)(dian)池體積和雙電(dian)(dian)池（包(bao)括背包(bao)電(dian)(dian)池）來實(shi)現(xian)電(dian)(dian)池容(rong)量的(de)增(zeng)(zeng)加，但可以看(kan)到，電(dian)(dian)池體積的(de)增(zeng)(zeng)加與(yu)手(shou)機輕薄(bo)設(she)計的(de)理念矛(mao)盾日益(yi)突(tu)(tu)出！在電(dian)(dian)池技術未突(tu)(tu)破的(de)情(qing)況下，為(wei)了(le)解決這(zhe)一矛(mao)盾，高壓(ya)大容(rong)量電(dian)(dian)池出現(xian)了(le)，電(dian)(dian)池充滿電(dian)(dian)壓(ya)從原來的(de)4.2V提升至4.35V/4.4V。

電(dian)(dian)池容量的(de)(de)增(zeng)加解決(jue)了智能手機的(de)(de)續航體驗，與此同時，快速充(chong)電(dian)(dian)解決(jue)方案越來越影響(xiang)用戶體驗，并已成為(wei)市場競爭熱點。?

一、快(kuai)速充電技術種(zhong)類(lei)：

目前(qian)市面的快速充電技術(shu)可分為兩(liang)種：

1.1：快速充電技術之(zhi)高壓快充

高壓快(kuai)充方案通過提高電(dian)源適配器(qi)輸出(chu)電(dian)壓來提高終端充電(dian)功率和速率，相比于低壓大電(dian)流的優(you)勢(shi)在于：

1）大幅度抬高輸(shu)入(ru)(ru)功(gong)率的(de)情況(kuang)下，輸(shu)入(ru)(ru)電(dian)流增(zeng)加的(de)很(hen)有限，對(dui)充電(dian)鏈路上的(de)接口(kou)件要求低了，

2）很好的解決了(le)線損的影(ying)響；

下(xia)圖一，高(gao)壓充電方案(an)的(de)典型代(dai)表有如下(xia)幾家：

?圖一高壓(ya)快充方案代表廠家?

1.1.1 ??高通的(de)QuickCharge方(fang)案

高通QuickCharge采用高壓快(kuai)充(chong)標準。目前高通QC充(chong)電技(ji)術有兩個版本，分別(bie)是QC2.0和QC3.0。

QC 3.0采用了最佳(jia)電(dian)壓(ya)智(zhi)慧協商(INOV)技術，可讓(rang)受電(dian)裝置自行判斷，以(yi)最適合的(de)功率級別進行充電(dian)，將(jiang)能源轉換效率最大化。另外，其(qi)電(dian)壓(ya)選(xuan)項范(fan)圍(wei)更寬，移(yi)動終端可動態調(diao)整到其(qi)支(zhi)持(chi)(chi)的(de)最佳(jia)電(dian)壓(ya)水平。 具(ju)體(ti)來說，Quick Charge 3.0支(zhi)持(chi)(chi)更細化的(de)電(dian)壓(ya)選(xuan)擇(ze)：以(yi)200mV增量為一檔，提供從3.6V到20V電(dian)壓(ya)的(de)靈活(huo)選(xuan)擇(ze)。

1.1.2 ??聯(lian)發科Pump Express Plus

聯發科Pump Express快(kuai)充(chong)技(ji)術(shu)與高通QC2.0雖在實現方式(shi)上有(you)所不同(tong)，卻有(you)異曲同(tong)工之妙。高通QC2.0是(shi)通過(guo)USB端(duan)口的(de)(de)D+和(he)D-（時序再配合(he)組合(he)電(dian)(dian)壓）進行通訊實現調壓，而聯發科的(de)(de)Pump Express快(kuai)充(chong)技(ji)術(shu)，是(shi)通過(guo)USB端(duan)口的(de)(de)VBUS來向充(chong)電(dian)(dian)器通訊（電(dian)(dian)流調制）并申請相應的(de)(de)輸出電(dian)(dian)壓的(de)(de)，但最終的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)提升充(chong)電(dian)(dian)器的(de)(de)電(dian)(dian)壓到5V/7V/9V。

聯發科(ke)Pump Express快(kuai)充技術與高通QC2.0快(kuai)充技術，優點(dian)是提高了(le)充電(dian)(dian)(dian)器的(de)(de)輸(shu)出電(dian)(dian)(dian)壓，解(jie)決了(le)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)限(xian)制，但由于充電(dian)(dian)(dian)器的(de)(de)調壓檔跨度比較(jiao)大(da)，帶(dai)來手(shou)機端充電(dian)(dian)(dian)路效率偏低，發熱量大(da)的(de)(de)問(wen)題。

MTK Pump Express Plus快充(chong)(chong)技術隨(sui)之(zhi)誕生，Pump Express Plus技術與高通QC3.0類似，增加了調壓(ya)(ya)檔數，每檔200mV。 手機可(ke)以(yi)根(gen)據電(dian)池(chi)當前電(dian)壓(ya)(ya)以(yi)及(ji)充(chong)(chong)電(dian)環(huan)路衰減，向充(chong)(chong)電(dian)器申請合適的(de)電(dian)壓(ya)(ya)，以(yi)達到以(yi)電(dian)效(xiao)率的(de)最大化(hua)，以(yi)進一步降低手機在(zai)充(chong)(chong)電(dian)過程中(zhong)的(de)發熱(re)量。?

1.2 ?快速充電技(ji)術之(zhi)低壓(ya)快充

通(tong)過提(ti)高(gao)電源適配器輸出(chu)電流來提(ti)高(gao)終端充電功率和速率。

相對于高壓充電，低壓快充的優勢主要(yao)體現在：

1）轉換效率高

2）兼容性好

3）通訊簡單，整體成本優(you)勢非常(chang)明顯(xian)。

低壓快充目前(qian)兩種實(shi)現方案實(shi)施(shi)思路：

1.2.1 ?5V大(da)電流充電方案(an)

目前(qian)業界有能力提供高品質快充芯片的廠(chang)家(jia)(jia)十分(fen)有限，主要還是以(yi)德州儀器，仙童半導體等少(shao)數幾家(jia)(jia)國(guo)外大廠(chang)為(wei)主，譬如5V/1.5A解決方案(an)BQ24157/FAN54015，5V/3A解決方案(an)BQ24296，5V/5A解決方案(an)BQ25890等；

國(guo)內的(de)(de)芯(xin)(xin)導電(dian)(dian)子(zi)Prisemi經(jing)過(guo)(guo)幾年堅持不懈的(de)(de)自主(zhu)研發(fa)，也推(tui)出了一系列的(de)(de)快充(chong)芯(xin)(xin)片，如5V/1.5A解決(jue)(jue)方(fang)案 PSC5415A，升級版5V/2A解決(jue)(jue)方(fang)案 PSC5420，5V/3A解決(jue)(jue)方(fang)案PSC2925/PSC2935，同時Prisemi也在(zai)加大(da)資源投入研發(fa)5V/5A解決(jue)(jue)方(fang)案PSC2945等。芯(xin)(xin)導快充(chong)產(chan)品(pin)驅動能力強，預留了充(chong)足余量，效率高，另(ling)外依靠(kao)芯(xin)(xin)導Prisemi在(zai)EOS上的(de)(de)優勢(shi)，可以給客戶(hu)在(zai)充(chong)電(dian)(dian)IC浪(lang)涌防護這一塊提(ti)供一站式服務(wu)。目前芯(xin)(xin)導快充(chong)產(chan)品(pin)已(yi)經(jing)通過(guo)(guo)MTK平(ping)臺認證，并已(yi)在(zai)各大(da)手機方(fang)案商和品(pin)牌商得(de)到廣泛的(de)(de)應(ying)用。

圖二PSC5415A應(ying)用電路，兼(jian)容BQ24157/FAN54015

1.2.2 ?低(di)壓直(zhi)沖（Direct Charge）充電方(fang)案

代表廠家有：

（1）OPPO

OPPO的VOOC閃充技術與傳統充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)最大(da)的區別在(zai)(zai)于，創新性的將充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)移(yi)植(zhi)到了(le)(le)適(shi)(shi)配(pei)(pei)(pei)(pei)器(qi)(qi)端(duan)，也就是(shi)將最大(da)的發熱(re)源移(yi)植(zhi)到了(le)(le)適(shi)(shi)配(pei)(pei)(pei)(pei)器(qi)(qi)。這樣控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)在(zai)(zai)適(shi)(shi)配(pei)(pei)(pei)(pei)器(qi)(qi)，而被(bei)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)(zai)手(shou)機(ji)端(duan)，充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)手(shou)機(ji)發熱(re)得以(yi)很好(hao)的解決。為(wei)了(le)(le)更(geng)好(hao)的對充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)程進行控制 (比(bi)如控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)需要(yao)實時(shi)監測電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)、溫度等(deng))，OPPO特別在(zai)(zai)適(shi)(shi)配(pei)(pei)(pei)(pei)器(qi)(qi)端(duan)加入了(le)(le)智能控制芯片MCU，適(shi)(shi)配(pei)(pei)(pei)(pei)器(qi)(qi)端(duan)實現了(le)(le)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)控制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)，智能控制充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的整個(ge)流(liu)程。

（2）MTK PE 3.0

? 聯發科今年重磅推出自家最新快充解決方案Pump Express 3.0解決方案，區別于普通快充方案，聯發科Pump Express 3.0是全球首款采用了USB Type-C接口直接充電的快充方案，電源的電流直接傳送至電池，省去了普通快充方案所需的充電線路，這樣做將直接降低手機充電時的溫度，其次，Pump Express 3.0快充解決方案帶來了更快的充電速度，官方稱基于Pump Express 3.0終端產品充5分鐘可讓用戶通話4小時（官方實驗數據）。

圖三PE 3.0快充方案(an)全(quan)兼容(rong)性

如上(shang)圖所(suo)示，聯發科Pump Express 3.0快充方案全兼容性。

二、快充解決方案與USB線纜，接口之間的選擇考(kao)慮

可以(yi)看到(dao)，目前市面上手機的(de)(de)USB通訊協議其(qi)實還(huan)是(shi)USB2.0規(gui)格的(de)(de)，這源(yuan)于在筆記本/主(zhu)板領域USB2.0過渡到(dao)usb3.1 type c接(jie)口的(de)(de)普及(ji)速度及(ji)手機、平(ping)板用戶對USB的(de)(de)傳輸速度（USB2.0的(de)(de)數(shu)(shu)據率(lv)480Mbps，USB3.0或(huo)者USB3.1的(de)(de)數(shu)(shu)據率(lv)高達5Gbps或(huo)者10Gbps）的(de)(de)體驗需求(qiu)不強烈(lie)，同時USB2.0充電規(gui)格，如下圖所(suo)示，基本也能滿足手機、平(ping)板的(de)(de)需求(qiu)。但使(shi)用的(de)(de)USB數(shu)(shu)據線接(jie)口卻有Micro-USB和(he)Type-C兩種。

圖四 USB充電規格

方案(an)設計時，選擇Micro-USB或者(zhe)Type-C的考慮是什(shen)么？為了更深(shen)入的使讀者(zhe)了解，下文通過分析(xi)快充的影響因素來(lai)說明。

2.1 ?快充(chong)的影(ying)響因素

2.1.1 ?充電(dian)通路阻(zu)抗(kang)

充電(dian)(dian)(dian)通(tong)路阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)主要包括(kuo)USB線纜的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)，充電(dian)(dian)(dian)IC通(tong)路阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)，PCB走線阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)，電(dian)(dian)(dian)池連接器接觸阻(zu)(zu)抗(kang)(kang)及電(dian)(dian)(dian)池內(nei)阻(zu)(zu)等。

?圖(tu)五 充(chong)電通路阻抗示意(yi)圖(tu)

考慮阻抗(kang)因素，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)環路(lu)所(suo)能允許的(de)最(zui)大(da)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)是如何計算的(de)呢(ni)？如下(xia)圖為例，充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)環路(lu)阻抗(kang)約0.32Ω ，對于常規5V充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)技術，那對于4.2V和(he)4.35V電(dian)(dian)(dian)(dian)池最(zui)大(da)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)有以下(xia)公式：

　　（5-4.2）/0.32=2.5A ???（5V input source， Battery CV=4.2V）

　　（5-4.35）/0.32=2.03A. （5V input source， Battery CV=4.35V）

?圖六充電通路阻抗

不合適的(de)充(chong)電(dian)環(huan)路阻抗所造成的(de)線損，成為(wei)快充(chong)的(de)瓶頸！

2.1.2 ?充電接口

Micro USB接(jie)口理論上能承受的(de)最(zui)大(da)的(de)電(dian)流是 1.5A，電(dian)流超過(guo)(guo)這(zhe)個值后，就會(hui)因為過(guo)(guo)度發熱而影響(xiang)壽命甚至損壞(huai)。所(suo)(suo)以當(dang)充電(dian)電(dian)流超過(guo)(guo) 1.5A 時，需要跟供(gong)應商確認所(suo)(suo)提供(gong)的(de)連接(jie)器是否能夠(gou)支持所(suo)(suo)設(she)計的(de)電(dian)流。

如下圖，Type-C接口因為(wei)增加了(le)四組VBUS/GND引腳(jiao)，電流能力(li)大大加強，最(zui)大可以支持(chi)20V/5A。另外(wai)，Type-C支持(chi)正反插(cha)，使用的便利(li)性增強。

圖七 Type-C 接口示意(yi)圖

綜上，快(kuai)(kuai)充(chong)方案的選擇，考(kao)慮影(ying)響快(kuai)(kuai)充(chong)的因素，對(dui)于5V/1.5A快(kuai)(kuai)充(chong)方案，推薦使用(yong)Micro-USB接(jie)(jie)口，對(dui)于5V/2A及以上的快(kuai)(kuai)充(chong)方案，建(jian)議使用(yong)Type-C接(jie)(jie)口，提升USB接(jie)(jie)口過電(dian)流的能力(li)，同時需要有效降低USB線纜阻(zu)抗，以減低線損。

可以看(kan)到(dao)，隨著大電(dian)流充電(dian)方案的(de)使(shi)用，Type-C接口的(de)使(shi)用量會呈現爆炸式的(de)增長(chang)！

三、Prisemi快充解決方案的特性(xing)與優勢

Prisemi公(gong)司(si)從2011年(nian)(nian)起推出高(gao)性價比(bi)BJT+NMOS(即PT236T30E2＋PNM723T703E0-2）分離(li)式(shi)線(xian)性充(chong)電(dian)(dian)方(fang)案(an)(an)以(yi)及PNMT6N1/PNMT6N2二合一(yi)線(xian)性充(chong)電(dian)(dian)解(jie)決方(fang)案(an)(an)，累計出貨超過10億(yi)只，獲得了廣大用戶的認可，同時公(gong)司(si)從2011年(nian)(nian)開始預研開關快(kuai)速充(chong)電(dian)(dian)芯片，積極進行研發資源和資金投入，截止目前己(ji)陸續(xu)向市場提供高(gao)品質性能(neng)的5V 1.5A-3.5A大電(dian)(dian)流及高(gao)壓(ya)充(chong)電(dian)(dian)芯片及解(jie)決方(fang)案(an)(an)，實現了從線(xian)性充(chong)電(dian)(dian)到開關充(chong)電(dian)(dian)，從分立功率器件到高(gao)性能(neng)模擬(ni)IC的巨大跨越！

Prisemi快充解決方案支持多種電(dian)池類型的(de)充電(dian)，涵(han)蓋4.2V/4.35V/4.4V主流規(gui)格(ge)，精(jing)度達到±0.5%，具有很高的(de)性價比！

來源：?芯導電子? 王東將? 手機技術資訊?手機技術資訊