基于Richtek RT9759+RT1716+RT9471之手機內部智能式電容分壓充電方案

今天的智能手機已經(jīng)成了我們生活中的必需品是毫無(wú)疑問(wèn)的，而給它們充電的手機充電器也已經(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手機電池進(jìn)行充電，一個(gè)小時(shí)之內就將它充滿(mǎn)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，高電壓輸入手機之后會(huì )有一個(gè)降壓過(guò)程，此時(shí)手機內部會(huì )產(chǎn)生熱損耗，導致發(fā)熱嚴重。因此，不少采用這套方案的手機在亮屏時(shí)都不會(huì )激活快充，以防機身過(guò)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(lèi)似的解決方案；低壓大電流方案以OPPO的VOOC閃充為代表，把充電過(guò)程中的發(fā)熱組件基本都設置在充電器里，在實(shí)現快充的同時(shí)手機不至于過(guò)熱。但缺點(diǎn)也比較明顯，一是得配合 VOOC 閃充充電器、充電線(xiàn)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，可對電池充電電壓和電流進(jìn)行調節，VBAT=Vbus/2，IBAT=2Ibus，最大充電電流可達 8A，電池電壓 4.2V、充電電流為 2.5A 時(shí)的轉換效率可達 97.8%，減小了手機內部發(fā)熱，充電效率大大提高，由于IBUS電流不是很大，對cable線(xiàn)材沒(méi)有特別嚴格的要求，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。

在此方案系統中PD協(xié)議IC RT1716負責和前端適配器進(jìn)行PD協(xié)議握手，請求提供合適的電壓電流，在Pre-charge以及fast-charge初級階段，由switch charger RT9471對電池包進(jìn)行預充電，當鋰電池電壓達到system startup voltage level，RT9759開(kāi)始工作，進(jìn)入fast charge period，并對充電電壓和充電電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節。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(guò)程既大大提高了充電速度，同時(shí)兼顧了充電安全性，對鋰電池進(jìn)行保護，提高了使用壽命。

?場(chǎng)景應用圖

?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

?最大充電電流可達 8A 

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

?采用智能電容分壓架構， 

?可對電池充電電壓和電流進(jìn)行調節，擁有兩組電荷泵內核 

?具有 15 種保護功能，提供 7 種報警信號， 

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

?方案規格

?可耐受最高40V電壓  

?100ns內響應，100ns內關(guān)斷  

?電池充電電壓調節(VBAT REG)  

?電池充電電流調節(IBAT REG)  

?8A 電流輸出能力  

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

?250kHz~750kHz 可變工作頻率，遠離音頻段  

?使用擴頻技術(shù)，EMI 水平低  

?4 種電荷泵切換保護措施  

? 10 種系統保護措施  

? 7 種系統警告信號  

?9 通道 12 位 ADC 高速數據轉換，各通道 128 次轉換數據均值作輸出