基於Richtek RT9759+RT1716+RT9471之手機內部智能式電容分壓充電方案

今天的智慧型手機已經成了我們生活中的必需品是毫無疑問的,而給它們充電的手機充電器也已經發生了很大的變化,全新的充電技術已經可以用很大的電流對手機電池進行充電,一個小時之內就將它充滿已經是一件很平常的事情。

鋰電池充電的速度,實際上就是電能轉化為化學能的速率,眾所周知:P=IU,即:功率 = 電流 * 電壓。目前快充主要分兩種,高壓小電流或者低壓大電流,關於高壓小電流方案,高電壓輸入手機之後會有一個降壓過程,此時手機內部會產生熱損耗,導致發熱嚴重。因此,不少採用這套方案的手機在亮屏時都不會激活快充,以防機身過熱。聯發科的 Pump Express Plus 1.0/2.0、三星的 Fast Charge、魅族的 mCharge 3.0 都是類似的解決方案;低壓大電流方案以OPPO的VOOC閃充為代表,把充電過程中的發熱組件基本都設置在充電器里,在實現快充的同時手機不至於過熱。但缺點也比較明顯,一是得配合 VOOC 閃充充電器、充電線才能使用, 二是整套解決方案成本較高。

立錡的RT9759採用智能式電容分壓充電,可對電池充電電壓和電流進行調節,VBAT=Vbus/2,IBAT=2Ibus,最大充電電流可達 8A,電池電壓 4.2V、充電電流為 2.5A 時的轉換效率可達 97.8%,減小了手機內部發熱,充電效率大大提高,由於IBUS電流不是很大,對cable線材沒有特別嚴格的要求,是高效率低成本的鋰離子/鋰聚合物電池快速充電理想方案。

在此方案系統中PD協議IC RT1716負責和前端適配器進行PD協議握手,請求提供合適的電壓電流,在Pre-charge以及fast-charge初級階段,由switch charger RT9471對電池包進行預充電,當鋰電池電壓達到system startup voltage level,RT9759開始工作,進入fast charge period,並對充電電壓和充電電流進行動態調節。在充電即將完成,進入恆壓充電階段,重新改為switch charger RT9471充電,直至最後充電完成。整個充電過程既大大提高了充電速度,同時兼顧了充電安全性,對鋰電池進行保護,提高了使用壽命。

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

►最大充電電流可達 8A ►電池電壓 4.2V,充電電流為 2.5A 時的轉換效率可達 97.8% ►採用智能電容分壓架構, ►可對電池充電電壓和電流進行調節,擁有兩組電荷泵內核 ►具有 15 種保護功能,提供 7 種報警信號, ►使用了具有 9 個輸入通道的高速模擬-數字轉換器對輸入、輸出電壓/電流和溫度等信息進行採集,這些信息可通過 I2C 接口進行上報。

►方案規格

►可耐受最高40V電壓 ►100ns內響應,100ns內關斷 ►電池充電電壓調節(VBAT REG) ►電池充電電流調節(IBAT REG) ►8A 電流輸出能力 ►效率高達 97.8%(VBAT = 4.2V, IBAT = 2.5A) ►250kHz~750kHz 可變工作頻率,遠離音頻段 ►使用擴頻技術,EMI 水平低 ►4 種電荷泵切換保護措施 ► 10 種系統保護措施 ► 7 種系統警告信號 ►9 通道 12 位 ADC 高速數據轉換,各通道 128 次轉換數據均值作輸出

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