基于Richtek RT9759+RT1716+RT9471之手機(jī)內(nèi)部智能式電容分壓充電方案

今天的智能手機(jī)已經(jīng)成了我們生活中的必需品是毫無疑問的，而給它們充電的手機(jī)充電器也已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，全新的充電技術(shù)已經(jīng)可以用很大的電流對(duì)手機(jī)電池進(jìn)行充電，一個(gè)小時(shí)之內(nèi)就將它充滿已經(jīng)是一件很平常的事情。

鋰電池充電的速度，實(shí)際上就是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的速率，眾所周知：P=IU,即:功率 = 電流 * 電壓。目前快充主要分兩種，高壓小電流或者低壓大電流，關(guān)于高壓小電流方案，高電壓輸入手機(jī)之后會(huì)有一個(gè)降壓過程，此時(shí)手機(jī)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱損耗，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重。因此，不少采用這套方案的手機(jī)在亮屏?xí)r都不會(huì)激活快充，以防機(jī)身過熱。聯(lián)發(fā)科的 Pump Express Plus 1.0/2.0、三星的 Fast Charge、魅族的 mCharge 3.0 都是類似的解決方案；低壓大電流方案以O(shè)PPO的VOOC閃充為代表，把充電過程中的發(fā)熱組件基本都設(shè)置在充電器里，在實(shí)現(xiàn)快充的同時(shí)手機(jī)不至于過熱。但缺點(diǎn)也比較明顯，一是得配合 VOOC 閃充充電器、充電線才能使用， 二是整套解決方案成本較高。

立锜的RT9759采用智能式電容分壓充電，可對(duì)電池充電電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，VBAT=Vbus/2，IBAT=2Ibus，最大充電電流可達(dá) 8A，電池電壓 4.2V、充電電流為 2.5A 時(shí)的轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 97.8%，減小了手機(jī)內(nèi)部發(fā)熱，充電效率大大提高，由于IBUS電流不是很大，對(duì)cable線材沒有特別嚴(yán)格的要求，是高效率低成本的鋰離子/鋰聚合物電池快速充電理想方案。

在此方案系統(tǒng)中PD協(xié)議IC RT1716負(fù)責(zé)和前端適配器進(jìn)行PD協(xié)議握手，請(qǐng)求提供合適的電壓電流，在Pre-charge以及fast-charge初級(jí)階段，由switch charger RT9471對(duì)電池包進(jìn)行預(yù)充電，當(dāng)鋰電池電壓達(dá)到system startup voltage level，RT9759開始工作，進(jìn)入fast charge period，并對(duì)充電電壓和充電電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。在充電即將完成，進(jìn)入恒壓充電階段，重新改為switch charger RT9471充電，直至最后充電完成。整個(gè)充電過程既大大提高了充電速度，同時(shí)兼顧了充電安全性，對(duì)鋰電池進(jìn)行保護(hù)，提高了使用壽命。

?場(chǎng)景應(yīng)用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

?最大充電電流可達(dá) 8A 

?電池電壓 4.2V,充電電流為 2.5A 時(shí)的轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 97.8% 

?采用智能電容分壓架構(gòu)， 

?可對(duì)電池充電電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，擁有兩組電荷泵內(nèi)核 

?具有 15 種保護(hù)功能，提供 7 種報(bào)警信號(hào)， 

?使用了具有 9 個(gè)輸入通道的高速模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入、輸出電壓/電流和溫度等信息進(jìn)行采集，這些信息可通過 I2C 接口進(jìn)行上報(bào)。

?方案規(guī)格

?可耐受最高40V電壓  

?100ns內(nèi)響應(yīng)，100ns內(nèi)關(guān)斷  

?電池充電電壓調(diào)節(jié)(VBAT REG)  

?電池充電電流調(diào)節(jié)(IBAT REG)  

?8A 電流輸出能力  

?效率高達(dá) 97.8%（VBAT = 4.2V, IBAT = 2.5A）  

?250kHz~750kHz 可變工作頻率，遠(yuǎn)離音頻段  

?使用擴(kuò)頻技術(shù)，EMI 水平低  

?4 種電荷泵切換保護(hù)措施  

? 10 種系統(tǒng)保護(hù)措施  

? 7 種系統(tǒng)警告信號(hào)  

?9 通道 12 位 ADC 高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，各通道 128 次轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)均值作輸出