前沿
苹果iPhone的呈现，让智能手机的概念走进了千家万户。跟着智能手机的快速遍及，顾客关于智能手机功用以及体会需求不断前进，使得智能手机厂家不断的寻求硬件参数高装备。最为显着的便是CPU核数以及屏幕尺度不断的变大，最近国产华为手机更是推出了6.1英寸，四核1.GHz CPU的Mate智能手机，把智能手机的硬件参数推到了另一个高峰。可是这两个硬件参数的前进却严峻的影响到了顾客对手机待机时刻的需求。
年头，美国资讯公司 J.D. Power发布了2012年智能手机用户满足度查询报告，查询结果也标明手机电池是智能手机的运用瓶颈。该查询还闪现，手机电池的耗电量是决议客户是否对手机满足的最重要因素之一。一款简略的功用机，充溢电后放上十天半个月不充电也是稀松往常的事。可是智能手机每天都得插上充电器，就像回到了有线电话年代，总有条“绳子”跟着你的手机。很惋惜锂电池技能打破远远没有跟上其它硬件的开展脚步，智能手机耗电激增更是将手机电池面向了肯定的瓶颈期。这种状况下，想要在电池端下时刻，只能添加电池体积以增大容量。现在干流手机电池容量多在1000-2000mAh之间，大尺度的机器会呈现装备2500mAh电池的手机，而华为的mate更是配了4050mAh的电池。
大容量电池必定带来长期的充电时刻，一起对智能手机的充电技能提出了更高的要求。本文首要对现在干流智能手机充电计划做个具体的介绍。
无源分立器材计划
分立器材充电计划首要是从功用机年代连续过来，如图1为MTK渠道现在在功用机渠道以及低端智能手机渠道的干流充电计划。充电的操控悉数靠主渠道来操控，经过两路ADC检测引脚ISENS/BATSNS之间0.2欧姆电阻的电压差，内部的逻辑电路会设置流过R1电阻的电流来完结对电池充电电流巨细的操控，并且还经过7.5K电阻以及NMOS管阻隔BB或许PMU直接面临VCHG充电器输出的脉冲高压冲击，保证不会由于残次适配器输出的高压烧坏主芯片。
分立器材充电计划的优势是本钱满足廉价，下风便是充电电流比较少，现在市道干流的设置是500mA,并且充电的维护机制首要是靠渠道本身的软硬件来完结。分立器材充电计划的优缺点都比较显着，可是在功用机年代，分立器材的优势得到极大发扬，而充电电流比较少的下风在功用机年代并没有给顾客带来太差的体会感。正由于这样，分立器材充电这套计划成为了一切功用机渠道的干流充电计划。
可是跟着智能手机电池容量的不断增大，分立器材充电电流较少的下风不断闪现，由于本钱的考虑，许多厂家想经过分立器材的方法来前进充电电流。可是分立器材由于散热的太差很难完结较大电流充电，图2 是图1电路中大电流通路的三极管两种封装图，从前期的SOT23-6封装开展到为了支撑更大电流充电的DFN2X2-8封装，可是分立器材本身的结构只能经过管脚对空气散热，约束了不管是哪种封装都没有方法获得很好的散热作用。相似的有源功率器材选用DFN、QFN封装，看中的是可以运用封装底部的散热盘，这个散热盘要有好的散热作用有必要接主板的大地，而无源的分立器材没有方法运用到散热盘的这个有用散热功用。
有源线性充电计划
在手机渠道还没有高度集成化的时分，有源线性充电是手机充电的干流计划，后来跟着渠道的不断集成化，BB把充电的操控逻辑集成在本身的PMU里边，从散热方面考虑，把需求过大电流的管子放置在外面，然后延伸出了分立器材的充电计划。跟着智能手机的不断遍及，电池容量的不断增大，对充电电流的要求不断前进。上文描绘的分立器材充电电流小、散热差的问题越来越严峻，线性充电的集成计划有开端连续被一些更重视质量的厂家选用。
有源线性充电的优势是：1、芯片集成较多的充电维护机制，这种维护机制跟着充电电流的不断增大，越来越被工程师所重视，究竟充电模块会涉及到手机可靠性方面;2、散热较好，有源的充电IC一般会选用带散热盘的DFN/QFN等封装，芯片内部的地会经过封装的散热盘接到主板的大地，十分有利于主板的散热，不会呈现手机主板某个部分区域温度过高的状况。下风是：1、本钱要比无源的分立器材计划高;2、充电电流最大支撑到1A,电流再大，功率低导致的散热问题也会显着闪现。
如图3、图4为上海艾为电子推出的AW3210支撑MTK、展讯智能手机渠道1A充电的高性价比充电计划。AW3210除了线性充电惯例的维护机制例如OVP、OCP、软启动维护外，还专门针对大电流充电开发的具有专利技能的K-charger,K-charger专利技能可以主动依据芯片的温度来调整充电电流的巨细，防止由于运用中由于误操作影响充电的可靠性。图5为K-charger技能充电电流随之芯片温度改变的曲线示意图。
图3 AW3210支撑MTK智能手机渠道充电计划
图4 AW3210支撑展讯智能手机渠道充电计划
图5 K-charger专利技能
开关充电计划
前面两种充电方法首要仍是功用机以及低端智能手机的充电方法，文章的最初也介绍到智能手机的飞速开展，2013年的智能手机现已晋级到4核(乃至8核)、5寸/6寸的硬件规范，电池容量晋级到了2000mAh乃至到4000mAh以上的装备，过长的充电时刻现已严峻的要挟到顾客的体会。所以从上一年年末开端，干流的渠道厂家纷繁推出更大电流更高功率的充电计划，四核渠道MT6589参阅规划就正式开关充电计划作为四核渠道充电的规范计划。
开关充电计划相关于线性充电计划最大的优势便是功率更高、发热更小。上海艾为电子推出的支撑1.5A的开关充电AW3215最高的功率可以到达88%左右，而线性充电的计划功率也就只能在70%左右。充电电流的不断前进，功率不同导致的发热就越来越杰出。下表为某手机发烧网站专门发布的针对现在市道上干流手机做的发热测验，可以看到充电对手机的发热可以列入手机发热源的前三。
图6 上海艾为电子针对高端智能手机渠道推出的支撑1.5A充电电流
AW3215的典型使用，考虑到国内许多手机规划公司做的共板项目，同一个PCBA对应许多不同类型的机器，AW3215内置智能辨认适配器输出才能的功用，工程师只需求出厂前设置最大充电电流即可，无需还需求依据不同的适配器设置充电电流。AW3215经过实时监测VBUS上的电压，智能调理充电电流，使得相同的一个硬件设置可以匹配市道恣意的适配器，给PCBA厂家一致BOM供给了极大的便利。适配器智能检测功用可以最大程度地前进充电电流，也可以保证充电进程速度最快、安全性最高。
一起AW3215还提出了让智能手机“一小时充好电”的标语，内置S-charger的功用，工程师可以经过脉冲操控AW3215的CTRL引脚来设置充电恒压截止的判别阈值。前期经典充电到判别规范是当恒压阶段充电电流降低到恒流电流的10%,则充电完结。AW3215可以让用户经过软件设置恒压充电到的判别阈值，可以调整为90%~10%,当充电到达软件设置的阈值后，芯片会发中止提示体系充电以完结，可是只需这个时分适配器没有被用户拔掉，AW3215还会持续对电池充电，直到充电电流降低到恒流的10%才关断充电通路。
笔者曾对三星note2做过充电试验，记录了note2在手机界面提示充电完毕后，再在关机屏灭充电的状况下监控适配器的输出电流(适配器用电源来替代)，下表记录了note2整个的充电状况。许多人很古怪note2这种充电的设置，众所周知，3.7V的锂电池当电池电压超越4.0V以上，电池的能量只要20%左右，可是便是这个20%不到的能量或许会占这种大电流充电时刻的一半左右，所以在不影响电池使用以及寿数的状况下，许多世界大厂相似三星、苹果纷繁在闪现界面上做文章，让顾客不会由于电池容量过大诉苦充电时刻过长，并且这种计划在顾客答应手机长期充电的状况下，电池相同可以被充溢。ipad2这种现象也从前被本站测验出来，苹果公司还专门发告诉奉告用户不会对电池有任何的损坏。AW3215的S-charger功用就可以协助手机规划工程师完结这种功用。
总结
总的来说，跟着智能手机的不断开展，手机的充电技能也必将不断的前进。本文中罗列的三种充电计划各有优缺点，需求手机规划工程师依据本身的项目状况来挑选。笔者在此也依据三种充电计划给出自己的主张：
无源分立器材：功用机以及单核超低端智能手机的首选，究竟本钱才是第一位，并且CPU以及小尺度的屏幕耗电还处于相对比较低，手机的电池容量也不会太大。
有源线性充电：单核高端机以及双核低端机的首选，有源线性充电计划应该算是三种充电计划中在功能以及价格比较折中的计划，也契合这些手机的商场定位。
开关充电计划：高端智能手机的首选，这些手机首选考虑的应该是整机的作用以及顾客的体会感，本钱应该放在第二位。开关充电的高功率、低发热量会是这些机器的首选计划。
