叫陣高通和聯(lián)發(fā)科　TI推移動快充協(xié)議MaxCharge - 全文

　　德州儀器（TI）將于明年初發(fā)布專利快速充電（Fast Charging）通訊協(xié)定。繼處理器大廠高通及聯(lián)發(fā)科，分別攜手電源管理芯片（PMIC）商推出Quick Charge 2.0和Pump Express快充方案后，德州儀器也計劃于2015年首季發(fā)表自有快充通訊協(xié)定--MaxCharge，期挾更高設(shè)計彈性及鋰電池控制效能，搶攻快充應(yīng)用商機。

　　德州儀器電池管理解決方案（BMS）中國大陸業(yè)務(wù)經(jīng)理文司華表示，行動裝置功能日益豐富，導(dǎo)致耗電量加劇，因此高階手機、平板正分別朝搭載4，000毫安時（mAh）和6，000mAh以上的大容量鋰電池設(shè)計邁進；此也連帶刺激行動裝置快充功能研發(fā)需求。

　　其中，高通、聯(lián)發(fā)科兩大處理器業(yè)者已與PMIC供應(yīng)商--戴樂格（Dialog）合作，分別于近期推出Quick Charge 2.0和Pump Express快充方案，占得市場先機。

　　不過，文司華分析，這兩種快充技術(shù)皆須搭配相應(yīng)處理器和PMIC，將影響系統(tǒng)設(shè)計彈性。此外，快充須耐受9伏特（V）/12V電壓，以及4.5安培（A）左右的大電流，若手機僅采用內(nèi)建簡易鋰電池充電控制功能的PMIC，勢將為電池壽命和充放電安全性埋下不少隱憂。

　　因此，德州儀器研擬出自有快充通訊協(xié)定--MaxCharge，并將導(dǎo)入其鋰電池充電芯片，讓系統(tǒng)廠能以分離式設(shè)計導(dǎo)入手機或平板，提高耐電壓、耐電流和動態(tài)功率控制能力。

　　文司華強調(diào)，基于分離式架構(gòu)及該公司的快充協(xié)定，快充充電芯片與充電器之間的交握（Handshaking）將毋須透過處理器，可增進系統(tǒng)配置靈活度；同時，獨立的快充充電芯片亦有更多空間增添路徑管理（PowerPath）、過電壓/過電流/過溫度保護與電量監(jiān)控計等功能區(qū)塊，并能加入各種演算法建立充電模型，以動態(tài)調(diào)配輸出功率，確保電池使用壽命和安全性。

　　現(xiàn)階段，國際手機品牌廠和中國大陸一線OEM皆對新型分離式設(shè)計感興趣，期透過該方案降低快充對鋰電池造成的影響，并減輕處理器廠對手機和充電器系統(tǒng)零組件的牽制力，因此正陸續(xù)與德州儀器洽談合作，可望于明年采用獨立型快充充電芯片和MaxCharge通訊協(xié)定，推出搭載快充功能的旗艦級平板手機（Phablet）。

　　目前，業(yè)界對手機和平板快充的定義分別為功率提升至15瓦（W）、20瓦以上，可在30分鐘充滿80%電池容量，并于1.5小時內(nèi)完全充飽；而現(xiàn)行解決方案則須仰賴應(yīng)用處理器、PMIC，以及充電器端交流對直流（AC-DC）芯片之間的相互溝通才能實現(xiàn)。

　　對此，文司華認為，隨著德州儀器MaxCharge獨立型快充充電芯片于明年問世，行動快充設(shè)計將顯著提高安全性、彈性，并打破特定處理器限制，進而刺激品牌業(yè)者導(dǎo)入意愿，加速滲透至中低價機種。

　　快速充電將成為智能手機下一個發(fā)展趨勢

　　更大的屏幕、更高的分辨率以及更加高速處理器讓現(xiàn)今的智能手機發(fā)展速度顯得異常驚人。不過這一切都是以更高的電池消耗速度為代價。

　　手機廠商正在努力為手機電池提高容量，但任何一位使用過供電式手機后蓋的用戶都會知道：要在保持手機苗條外觀的同時提供更高電量并不容易。而隨著電池體積的增大，無線充電的時間也將會大大延長。

　　包括亞馬遜內(nèi)的廠商不僅提供配有大型電池的平板等設(shè)備，還在提供具備更多電量的充電器。但由于這些充電器看起來和市場上的其他充電器非常相似，因此對于擁有多個USB設(shè)備的用戶來說，不易對其進行區(qū)分。若用錯了充電器，那設(shè)備的充電時間將會延長或者充不進電，甚至，用戶還會在充電過程中大量使用設(shè)備，但只會發(fā)現(xiàn)充電進程毫無進展。

　　USB 3.0可通過將電力從每小時500毫安的限制提升至800毫安而緩解這一問題。不過高通公司的最新版 Quick Charge 技術(shù)可提供比傳統(tǒng)技術(shù)快75%的充電速度。為了防止低功率設(shè)備被過高的電流而影響性能，高通正在與設(shè)備廠商以及電池充電器廠商進行合作，以確保每臺設(shè)備僅能接受其能處理的電量。

　　設(shè)備廠商目前要做的便是提供對Quick Charge 2.0的支持，現(xiàn)今已有70%的手機支持Quick Charge 1.0標(biāo)準(zhǔn)，很明顯，手機公司若要采用兼容Quick Charge 2.0的充電器的話，那他們就得激活這一技術(shù)。預(yù)計該技術(shù)將于今年底在新款手機中普及。

　　Quick Charge 2.0并不是唯一一個快速充電解決方案。在CES展上，USB負責(zé)團隊展示了支持100瓦的USB供電技術(shù)，該技術(shù)可為市場的任何一款手提電腦、顯示器或者其他設(shè)備提供足夠的電力。不過，該技術(shù)需要配備新的USB電纜以傳輸電力，還需要為高功率設(shè)備提供一個大型功率模塊。高通公司不但沒將其他標(biāo)準(zhǔn)看做是其競爭對手，還對其提供支持。

　　真正受益于Quick Charge 2.0的將是移動用戶，在咖啡店進行緊急工作處理的流浪一族只需花上15-20分鐘便可完成充電。隨著電池壽命的改進，快速充電將是保持人們移動生活繼續(xù)的一個新的發(fā)展方向。

　　高通QuickCharge 2.0技術(shù)可提高75%充電速度

　　QuickCharge2.0第一次官方公布是在2013年2月，不過現(xiàn)在才正式產(chǎn)品化，HTCOneM8上面就整合了這種技術(shù)。理論上來說，使用驍龍800以及驍龍801等旗艦處理器的手機以及平板都可以應(yīng)用這個技術(shù)，不過首先你要確定自己的手機上整合的電源管理IC支持QuickCharge2.0，或者有一顆單獨的QuickCharge2.0技術(shù)。同時，你還要保證自己的充電器也支持這個技術(shù)，例如M8附送的充電器只支持QuickCharge1.0，因此并不能發(fā)揮QuickCharge2.0的全部實力。

　　根據(jù)高通的實驗室數(shù)據(jù)，QuickCharge2.0能在96分鐘內(nèi)充滿一顆3300mAh的電池，QuickCharge1.0需要144分鐘，而不支持QuickCharge2.0技術(shù)的充電器則需要270分鐘。如果你缺少時間的話，QuickCharge2.0還能在12分鐘內(nèi)將電池沖到25%。當(dāng)然大家算一算的話，估計就會感覺和第一段高通說的百分比有點對不上頭，小編也不知道高通是怎么算出那些百分比的。

　　聯(lián)發(fā)科發(fā)布快速充電技術(shù)PUMP EXPRESS省時高達50%

　　外媒報道，世界領(lǐng)先的移動芯片制造商聯(lián)發(fā)科研發(fā)出快速充電新技術(shù)Pump Express，可以為智能手機或平板電腦的充電時間省時高達50％。

　　無論是多么先進和強大的移動設(shè)備，只有它有電才可用。一旦電池耗盡再強大的手機也沒用。而Pump Express技術(shù)問世后，移動設(shè)備在插座上花的時間更短，并且低廉的設(shè)計成本使生產(chǎn)商更容易將快速充電技術(shù)推向市場。

　　Pump Express技術(shù)內(nèi)置于PMIC的電源管理集成電路和DC壁式充電器。它的充電速度且更靈活。到2014年上半年所有聯(lián)發(fā)科新設(shè)備都將使用該技術(shù)。

　　Pump Express亮點

　　允許直流壁式充電器根據(jù)電流決定充電所需的初始電壓

　　電壓逐漸增加至高達5V達到最大充電電流

　　Pump Express為快速直流充電器提供的輸出功率小于10W（ 5V ）

　　Pump Express Plus為充電器提供的輸出功率大于15W（高達12V ）

　　pump express 快速充電原理分析

　　對于一塊電池，我們假設(shè)它的容量是6000mAh，并且標(biāo)稱電壓是3.7V，換算成Wh（瓦時）為單位的值是22.3Wh（6000mAh*3.7V）；普通的充電器輸出電壓電流是5V2A（10W），理想狀態(tài)下充滿這塊電池需要2.23小時（22.3Wh/10W）。現(xiàn)在我們假設(shè)充電器調(diào)整輸出電壓電流為10V2A（20W），那么充滿同樣的一塊電池需要1.115小時（22.3Wh/20W）。

　　我們注意到，由于充電過程中電池的內(nèi)阻和溫度都會上升，所以實際充電過程中是不會一直有這么高的功率充電的。

　　鋰離子電池的充電過程可以分為以下三個部分：預(yù)充、恒流、恒壓。

　　由于預(yù)充是為了幫助過放電的鋰離子電池恢復(fù)介質(zhì)活性，所以需要較小的電流，充電過程中花費大量時間的是在恒流階段，因此，大電壓和電流只能用于恒流階段。

　　基于上面的原理分析，我們可以得出一種手機快速充電的定義：手機充電過程中根據(jù)電池電壓、電量和溫度等參數(shù)動態(tài)請求充電器調(diào)整輸出電壓和電流的方法。

　　而MTK Pump express正是采用了減少恒流充電時間而提出的一種快速充電方式。

　　支持Pump express快充的AC適配器如下圖所示：

　　我們知道變壓器有個特性，就是當(dāng)次級線圈接上負載后，會導(dǎo)致初級線圈的電壓和電流產(chǎn)生變化，這個原理也叫“負載調(diào)制”。

　　Pump express正是利用了VBUS上的電流的變化來不斷調(diào)整恒流階段的充電電壓的。

　　原理如下：

　　恒流充電時，送往電池的電流不斷減少，從Nsec到Naux組成的反向變壓器上的電壓和電流也產(chǎn)生變動，Naux的輸出電流送給了Vsense引腳，Vsense電路會計算電流的變化，然后調(diào)高Npri變壓器的電壓，這樣次級線圈Nsec的輸出電壓也提高了，根據(jù)公式P=UI，輸往手機Charger IC的功率就增大了；保證了當(dāng)電池的電壓接近4.2V時，不斷的執(zhí)行從P=UI（5V*很小電流）到P=UI（大于5V的電壓*很小電流）的調(diào)整，實現(xiàn)了對電池的快速充電目的。