- 智能手機“一小時充電”充電管理方案

2013-4-24 14:45:38 上傳

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圖4、AW3210支持展訊智能手機平臺充電方案

2013-4-24 14:45:34 上傳

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圖5 K-charger專利技術
開關充電方案
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(guī)格，電池容量升級到了2000mAh甚至到4000mAh以上的配置，過長的充電時間已經(jīng)嚴重的威脅到消費者的體驗。所以從去年年底開始，主流的平臺廠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關充電方案作為四核平臺充電的標準方案。
開關充電方案相對于線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的開關充電AW3215最高的效率能夠達到88%左右，而線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)熱就越來越突出。下表為某手機發(fā)燒網(wǎng)站專門發(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。

2013-4-24 14:45:33 上傳

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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(nèi)很多手機設計公司做的共板項目，同一個PCBA對應很多不同類型的機器，AW3215內(nèi)置智能識別適配器輸出能力的功能，工程師只需要出廠前設置最大充電電流即可，無需還需要根據(jù)不同的適配器設置充電電流。AW3215通過實時監(jiān)測VBUS上的電壓，智能調(diào)節(jié)充電電流，使得同樣的一個硬件設置可以匹配市面任意的適配器，給PCBA廠家統(tǒng)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，也可以確保充電過程速度最快、安全性最高。
同時AW3215還提出了讓智能手機“一小時充好電”的口號，內(nèi)置S-charger的功能，工程師可以通過脈沖控制AW3215的CTRL引腳來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可以讓用戶通過軟件設置恒壓充電截至的判斷閾值，可以調(diào)整為90%～10%，當充電達到軟件設置的閾值后，芯片會發(fā)中斷提示系統(tǒng)充電以完成，但是只要這個時候適配器沒有被用戶拔掉，AW3215還會繼續(xù)對電池充電，直到充電電流降低到恒流的10%才關斷充電通路。
筆者曾對三星note2做過充電實驗，記錄了note2在手機界面提示充電結束后，再在關機屏滅充電的情況下監(jiān)控適配器的輸出電流（適配器用電源來代替），下表記錄了note2整個的充電情況。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4.0V以上，電池的能量只有20%左右，但是就是這個20%不到的能量可能會占這種大電流充電時間的一半左右，所以在不影響電池應用以及壽命的情況下，很多國際大廠類似三星、蘋果紛紛在顯示界面上做文章，讓消費者不會因為電池容量過大抱怨充電時間過長，而且這種方案在消費者允許手機長時間充電的情況下，電池一樣能夠被充滿。ipad2這種現(xiàn)象也曾經(jīng)被發(fā)燒友測試出來，蘋果公司還專門發(fā)通知告知用戶不會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現(xiàn)這種功能。
三星note2在界面提示充電結束后觀察到的適配器輸出電流情況