用充电IC实现手机快速充电

　　那么，Q3的16mΩ是怎么实现的?如果看芯片的设计，芯片是在SiO2基板上面做的很多流程。一般MOS管在芯片里占的面积是最大的，众所周知，面积越大电阻越小，电流是垂直穿过去的。要想实现16mΩ，必须要加大MOS管的面积，这样成本也会相应增加。关键在于MaxCharge bq2589x突破了很多设计限制，进行了优化(比如把数字部分缩小一点)，使之与之前的芯片(bq2419x)管脚兼容。

　　在散热方面，MaxCharge也有一些封装讲究：芯片采用QFN(四方扁平无引线)封装，特点是QFN封装下面有Power Pad(焊盘)。在bq2419x系列之前，手机上的Charger IC最初是集成在PMU里的，采用BGA或CSP封装，等到不得不把Charge分出来的时候，Charger IC也为了节省空间，都用BGA封装。BGA封装，即把晶圆上切割下来的die(芯片)的反面Pad上装上焊球，即die本身就是封装，是最省空间的。MaxCharge之所以采用QFN封装，主要考虑散热，由于QFN封装下面有Power pad，因此封装比BGA大一些，需要焊接在整个电路板上，热是分散的，不是浓缩在一点的。当然，如果电池小的话，也没有必要用大封装快充，也就不需要QFN。

7 快充对电池的寿命影响

　　两年前TI推出了MaxLife，是为了在快速充电情况下兼顾电池的充电寿命。对于任何一个电芯来说，只要用大电流之后一定会让寿命减少。比如电芯本来有500个循环，用大电流之后，它就只有450个循环。今天的电池技术已经能做到相当多的循环次数，就算用1.5C充电，也能做几百个Cycle(循环)以上。

　　MaxLife实质上是电量计，利用MaxLife技术实时监控电芯老化特性，具体地，是用电量计控制Charge，Charge初始情况下设置1.5C，但发现电池老化很快的时候可能会把1.5C降下来。

　　但有些场合不需要MaxLife。例如大平板，平板4000、5000mAh的都有，即要用大电流，就算已经到了3A还不会损坏电池的寿命，还小于0.7C，这样的用户没必要用MaxLife技术。

8 快充适配器

　　目前的快充是统一的接口，能否快充取决于所用的适配器技术。市场上通用适配技术做不了快充，因为功率限制。适配器必须有升压功能才行，即适配器必须有握手的条件。

9 无线充电可以快充吗?

　　无线充电能够做到快充，只不过是个系统设计问题。

　　无线充电的快充，首先一定是高压快充(一定不会是5V的)，因为无线充电的效率要求更加严苛。因无线充电损耗要比有线充电大一些，因此整个线圈损耗要降低，输出要想降低，无线输出电压一点要高过5V才能做到更高效的充电。TI去年年末推出了10W的无线充电——今天最好的适配器也就10W而已。现在iPad2、3也就是5V/1A的充电。

10 IR补偿

　　高充电电流将在充电路径寄生电阻和内部电池阻抗上引起电压降。较高的阻抗将导致充电过早地进入了恒定电压模式，从而使得充电时间延长。IR补偿把充电器端子电压增至高于电池调节电压(高出的幅度为I x R 压降)，以使充电器能够在恒定电流模式中停留足够长的时间，由此实现快速充电。

　　具体如图5所示，整个曲线包含的面积单位是mA×h(时间)，即电池的容量，如果电池电压刚开始掉下来时就停止充电，那么电池容量就很小，其实还有一小半的容量没有充满。所以，业界经常谈论的70%、30%的问题，就是花70%的时间充30%的电量，原因是进入到了恒压区;花30%的时间充70%的电量指的是在恒流区，横流区面积很大。最后想真正充满还是需要时间的。除了提升电流之外，绿色线(细线)比红色线充得更快，这是由于MaxCharge使用IR补偿技术，让电池充电过程更多处于大电流恒流区，缩短它的充电时间，所以恒压区就缩短了。仅通过这一项技术，就能实现17%的时间缩短。

　　究其原因，理想情况下电流是大电容的，用恒流的话，充到4.2V就可以停止了，因为已经充饱了，这是电容的充电。电池是电容+电阻的等效电路，由于电池里内阻的存在，并且电阻在外部也有，所以，充电就不是理想的过程，可以看到既有恒流区又有恒压区，IR补偿的任务是延长恒压区，减少恒流区。

11 电池部门的人员组成

　　电池部门也是研发人员聚集的重地。以TI公司为例，其BMS部门由七八十名电池专家组成，其中包含化学家和芯片设计人员，他们拥有锂电池管理、充电创新的经验。(注：本文主要根据TI公司BMS部的文思华博士的讲演整理，未经讲演者确认。)

参考文献：

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　　[2]李健.充电技术：停不下“充电”的步伐[J].电子产品世界,2012(9):24

　　[3]Maniraj S.便携式消费电子产品中的锂电池保护[J].电子产品世界,2014(9):56

　　[4]Racherla K.电池管理系统的温度测量[J].电子产品世界,2012(8):43

　　[5]Shi Z.无线充电器技术和解决方案[J].电子产品世界,2013(11):43