手機(jī)快充原理詳解及電路圖分享-KIA MOS管

手機(jī)快充原理

電池充電的基本條件：充電器電壓要比電池電壓高，才能克服電池的電壓使它產(chǎn)生充電電流，完成電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程。

快充的核心是動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓與電流。以常見(jiàn)方案為例，高壓低電流（如高通QC）：通過(guò)提升電壓縮短充電時(shí)間。低壓大電流（如OPPO VOOC）：直接輸送更大電流，減少發(fā)熱。

關(guān)鍵點(diǎn)：快充全程由手機(jī)內(nèi)置的 電源管理芯片（PMIC） 智能調(diào)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池溫度、電壓和電量。當(dāng)電量接近80%時(shí)，快充會(huì)自動(dòng)切換為“涓流充電”，降低功率，避免過(guò)充。

可知功率（P）=電壓（U）*電流（I），在電池電量一定的情況，功率標(biāo)志著充電速度，要想提高充電功率，要么提高電流，要么就加大電壓，要么就兩者同時(shí)加大。

把充電比喻成水池蓄水，提升電壓，會(huì)對(duì)池壁帶來(lái)更大壓力，帶來(lái)安全隱患。所以單純采用提升電壓這種方式的還不多。

從物理計(jì)算公式上來(lái)說(shuō)，功率（P）=電壓（U）*電流（I），在電池電量一定的情況，功率標(biāo)志著充電速度，我們可以通過(guò)三種方式來(lái)縮短充電時(shí)間。

高電壓低電流充電

在這種充電模式下，手機(jī)的充電器會(huì)先將220V的市電降壓至5V低壓，5V的電壓來(lái)到充電器后由電源管理芯片降到4.2-4.35V這么一個(gè)穩(wěn)定電壓區(qū)間，這樣一個(gè)流程下來(lái)，手機(jī)的鋰電池才能頂?shù)米　?/span>

不過(guò)，在降壓過(guò)程過(guò)，電壓的轉(zhuǎn)化效率并不是100%的，手機(jī)在充電時(shí)發(fā)熱也會(huì)產(chǎn)生損耗。而且手機(jī)和充電器都會(huì)發(fā)熱。

高電流低電壓充電

增加電流，在充電器電路和電池電路中都引入MCU單片微型計(jì)算機(jī)來(lái)代替降壓電路。在低電壓高電流的前提下，通過(guò)開(kāi)電壓環(huán)實(shí)現(xiàn)分段橫流的電流的輸出。

高電流低電壓就是將電直接充個(gè)電池，而不經(jīng)過(guò)降壓IC，只在充電器中降一次壓，電流較大所以它的充電時(shí)間相對(duì)會(huì)較短。它的電壓會(huì)穩(wěn)定在3-4.2v之間，電流在2-4A之間，而且還比較穩(wěn)定不易發(fā)熱，功率上也得到了提升。

高電壓高電流充電

同時(shí)增大電壓和電流確實(shí)是提高功率的最好辦法，手機(jī)的充電效率確實(shí)是最快的，但它的弊端就在增大電壓時(shí)手機(jī)充電會(huì)發(fā)熱。

需要注意的是，電壓和電流并不是可以無(wú)節(jié)制低提高的，電流過(guò)大是會(huì)讓手機(jī)產(chǎn)生發(fā)熱，影響電池的使用，溫度過(guò)高甚至?xí)ā?/span>

手機(jī)快充電路原理圖

快速充電方案包含兩個(gè)部分，充電器部分和電源管理部分，電源管理部分的芯片置于移動(dòng)智能終端內(nèi)，有獨(dú)立的電源管理芯片，也有的直接集成在手機(jī)套片中，電源管理芯片對(duì)鋰電池的整個(gè)充電過(guò)程實(shí)施管理和監(jiān)控，包含了復(fù)雜的處理算法，鋰電池充電包括幾個(gè)階段：預(yù)充階段、恒流充電階段，恒壓充電階段、涓流充電階段，充電管理芯片根據(jù)鋰電池充電過(guò)程的各個(gè)階段的電器特性，向充電器發(fā)出指令，通知充電器改變充電電壓和電流，而充電器接收到來(lái)自充電管理系統(tǒng)的需求，實(shí)時(shí)調(diào)整充電器的輸出參數(shù)，配合充電管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速充電。

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