“ 一小時(shí)充好電”-智能手機充電管理方案

　　開(kāi)關(guān)充電方案

　　前面兩種充電方式主要還是功能機以及低端智能手機的充電方式，文章的開(kāi)頭也介紹到智能手機的飛速發(fā)展，2013年的智能手機已經(jīng)升級到4核(甚至8核)、5寸/6寸的硬件規格，電池容量升級到了2000mAh甚至到4000mAh以上的配置，過(guò)長(cháng)的充電時(shí)間已經(jīng)嚴重的威脅到消費者的體驗。所以從去年年底開(kāi)始，主流的平臺廠(chǎng)家紛紛推出更大電流更高效率的充電方案，四核平臺MT6589參考設計就正式開(kāi)關(guān)充電方案作為四核平臺充電的標準方案。

　　開(kāi)關(guān)充電方案相對于線(xiàn)性充電方案最大的優(yōu)勢就是效率更高、發(fā)熱更小。上海艾為電子推出的支持1.5A的開(kāi)關(guān)充電AW3215最高的效率能夠達到88%左右，而線(xiàn)性充電的方案效率也就只能在70%左右。充電電流的不斷提升，效率差別導致的發(fā)熱就越來(lái)越突出。下表為某手機發(fā)燒網(wǎng)站專(zhuān)門(mén)發(fā)布的針對目前市面上主流手機做的發(fā)熱測試，能夠看到充電對手機的發(fā)熱能夠列入手機發(fā)熱源的前三?！　?/p>

 

　　圖6是上海艾為電子針對高端智能手機平臺推出的支持1.5A充電電流AW3215的典型應用，考慮到國內很多手機設計公司做的共板項目，同一個(gè)PCBA對應很多不同類(lèi)型的機器，AW3215內置智能識別適配器輸出能力的功能，工程師只需要出廠(chǎng)前設置最大充電電流即可，無(wú)需還需要根據不同的適配器設置充電電流。AW3215通過(guò)實(shí)時(shí)監測VBUS上的電壓，智能調節充電電流，使得同樣的一個(gè)硬件設置可以匹配市面任意的適配器，給PCBA廠(chǎng)家統一BOM提供了極大的方便。適配器智能檢測功能能夠最大程度地提高充電電流，也可以確保充電過(guò)程速度最快、安全性最高。

　　同時(shí)AW3215還提出了讓智能手機“一小時(shí)充好電”的口號，內置S-charger的功能，工程師可以通過(guò)脈沖控制AW3215的CTRL引腳來(lái)設置充電恒壓截止的判斷閾值。早期經(jīng)典充電截至判斷標準是當恒壓階段充電電流降低到恒流電流的10%，則充電完成。AW3215可以讓用戶(hù)通過(guò)軟件設置恒壓充電截至的判斷閾值，可以調整為90%～10%，當充電達到軟件設置的閾值后，芯片會(huì )發(fā)中斷提示系統充電以完成，但是只要這個(gè)時(shí)候適配器沒(méi)有被用戶(hù)拔掉，AW3215還會(huì )繼續對電池充電，直到充電電流降低到恒流的10%才關(guān)斷充電通路。

　　筆者曾對三星note2做過(guò)充電實(shí)驗，記錄了note2在手機界面提示充電結束后，再在關(guān)機屏滅充電的情況下監控適配器的輸出電流(適配器用電源來(lái)代替)，下表記錄了note2整個(gè)的充電情況。很多人很奇怪note2這種充電的設置，眾所周知，3.7V的鋰電池當電池電壓超過(guò)4.0V以上，電池的能量只有20%左右，但是就是這個(gè)20%不到的能量可能會(huì )占這種大電流充電時(shí)間的一半左右，所以在不影響電池應用以及壽命的情況下，很多國際大廠(chǎng)類(lèi)似三星、蘋(píng)果紛紛在顯示界面上做文章，讓消費者不會(huì )因為電池容量過(guò)大抱怨充電時(shí)間過(guò)長(cháng)，而且這種方案在消費者允許手機長(cháng)時(shí)間充電的情況下，電池一樣能夠被充滿(mǎn)。ipad2這種現象也曾經(jīng)被發(fā)燒友測試出來(lái)，蘋(píng)果公司還專(zhuān)門(mén)發(fā)通知告知用戶(hù)不會(huì )對電池有任何的損壞。AW3215的S-charger功能就可以幫助手機設計工程師實(shí)現這種功能?！　?/p>

 　　

 

　　總結

　　總的來(lái)說(shuō)，隨著(zhù)智能手機的不斷發(fā)展，手機的充電技術(shù)也必將不斷的進(jìn)步。本文中列舉的三種充電方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要手機設計工程師根據自身的項目情況來(lái)選擇。筆者在此也根據三種充電方案給出自己的建議：

　　一、 無(wú)源分立器件：功能機以及單核超低端智能手機的首選，畢竟成本才是第一位，而且CPU以及小尺寸的屏幕耗電還處于相對比較低，手機的電池容量也不會(huì )太大。

　　二、 有源線(xiàn)性充電：?jiǎn)魏烁叨藱C以及雙核低端機的首選，有源線(xiàn)性充電方案應該算是三種充電方案中在性能以及價(jià)格比較折中的方案，也符合這些手機的市場(chǎng)定位。

　　三、 開(kāi)關(guān)充電方案：高端智能手機的首選，這些手機首選考慮的應該是整機的效果以及消費者的體驗感，成本應該放在第二位。開(kāi)關(guān)充電的高效率、低發(fā)熱量會(huì )是這些機器的首選方案。