4.5A快充

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1、一种在手持设备上实现4.5A快充低成本方法涉及领域本方法支持使用单节锂电池供电手持设备，如手机，PAD等。背景说明常规手持设备因充电器及充电线限制导致最大充电电流只有2A。以手机为列，常规充电器额定输出510W及USB充电线额定过流2A，限制了手机最大充电电流。目前市面新兴的2种大电流充电方案，低压大电流充电方案以及高压小电流充电方案，都存在不同的缺陷。OPPO低压大电流快充方案虽然能达到4.5A充电电流，但不同于常规充电，这种充电方案需要搭配专用充电器及充电线，不仅成本高昂，且很难在市场上普及。另一种高压低电流快充方案理论上能达到4.5A充电电流，但因电源转换效率过低，充电IC发热严重，实际

2、使用充电电流很难大于3A。本快充方法在保证充电IC低温升的同时支持最大4.5A静态充电电流，且支持市面常规充电器充电，是一种安全性及性价比高的快充方法。实现说明本快充原理仍是高压小电流方式。与传统单路充电方式不同，本快充通过2路主板端2路充电管理实现传统充电方案，即主板端采用2路充电IC以并联形式连接充电器支持MTK PE+协议可调输出电压，能提供5V2A/7V2A/9V2A/12V2A 4档升压电压，充电IC需要支持输入电流可控，高输入耐压值。CPU通过MTK PE+协议检测充电器类型是否为快充还是普通充电器。检测到普通充电器，充电器输出默认5V1A，充电模式为普通充电模式。检测到快充充电器

3、，充电器通过MTK PE+升压协议调节输出为9V2A，充电模式为3A快充模式。图1是传统充电本快充的区别示意图图1 传统充电方式与本充电区别示意图具体实施方式本充电系统有可调充电器，充电线，2个充电IC，MCU，大电流充电电池组成，各模块功能如下：图2是硬件架构示意图。图2 硬件架构示意图l 可调充电器：使用IWAT电源控制芯片的充电器。支持MTK PE+充电协议，可调输出4档输出5V，7V，9V，12V 最大输出功率16.2W。充电器通过检测充电线上电流波动是否与PE+协议匹配并完成升压。本快充方法使用PE+指令有电压逐级升压及直接降压至5V这二种指令。逐级升压指令即与协议匹配的升压指令，直

4、降5V只需限制充电线电流0mA 250mS以上即可。l 充电线：支持USB 2.0 Hi-Speed Specification 6.6.3 及 线规24AWG/2C。l 充电IC：使用2颗TI公司bq25892充电控制芯片。该芯片是款由I2C控制5A单节电池充电IC，集成了电源路径管理和OTG功能。特性如下：1) 高效率：高电源转换效率90%2) 高精度：充电电压精度0.5%，电流精度7%3) 支持MTK PE+协议4) 支持IR补偿功能，最高补偿112mV5) 支持PP功能，内置低阻抗MOS，阻抗约12ml MCU功能如下：1) 通过2路IIC总线控制2路充电IC，包括PE+协议命令发送，

5、2路充电的协调工作，充电模式配置等2) 检测充电器输出电压以判定充电器模式3) 检测主板，电池温度以实现动态温控充电本快充方案通过I2C总线及ADC采样实时控制及保护整个充电流程。充电流程分为如下几部分。1) 电池电压系统开机电压，低电压充电2) 系统开机电压电池电压电量80%，快充OR 标准充电器类型识别 3) 快充充电流程：电池电量0%90%，快充充电器高压9V充电直至电池电量90%电池电量90%，标准充电器（5V）输出充电直至电量100%图3是软件流程示意图。图3 软件流程示意图l 低压充电流程说明因为PE+协议的识别是通过更改USB充电线上的最大最小电流实现的，所以当系统端检测电池电压

6、过低时，会控制充电IC使用固定小电流充电，直至电池电压大于开机电压。当电池电压过低时，如果此时处于PE+最小限流阶段，则会导致系统开机不稳定。所以为保证系统3开机的稳定性，当电池电压开机电压时，充电IC使用固定小电流充电。初始电池电压大于开机电压时，直接进入充电器类型识别流程。l 充电器类型识别说明快充充电器有5V/7V/9V/12V 4档，本快充充电使用的PE+指令有电压逐级升压及直接降压至5V这二种指令。逐级升压有特殊的升压指令，直降5V只需维持充电线上电流0mA 250mS以上。 当电池电压大于系统开机电压且此时电量百分比85%时，充电IC通过I2C总线按照PE+协议控制充电IC的输入最

7、小及最大限流值，协议发送完延时适当时间后（一般500mS），系统端会检测充电器输入电压是否为快充升压值。如果是则发送第二次升压指令，直至充电器输出电压为软件预设值9V。当电池电量85%时，此时系统端不会进行充电器类型识别流程，默认为标准充电器模式。l 快充充电流程说明系统识别为快充充电器后，软件首先更改充电器的输入限流1.8A，输入限压10V，恒压电压4.35V以及开启IR补偿提高充电效率（补偿电阻为电池保护板内阻）。在确保输入功率不受限制以及正确的输出寄存器后，后将充电电流寄存器设置为3A。正常情况下充电由恒流转至恒压状态。当电池电量充至90%时，为降低电源转换功耗，系统端通过I2C总线发出

8、降压指令使充电器输出由9V降至5V（维持充电线上电流0mA 250mS以上）。此时充电变为普通充电直至充电结束。l 标准充电器充电流程说明系统识别为标准充电器后，充电IC通过DPM功能限制输入电压输入电流保证匹配不同的普通充电器。l 充电稳定性及安全性说明因PE+升压协议识别是通过采样充电线电流值实现的，并不是真正的同步或异步传输指令。为确保充电器类型不被误识，通过发送多次升压指令来确保识别精度，即每条逐级升压指令通过发送5次PE+协议，当首次发送的5次升压指令均无效后，系统默认为普通充电器。当7V至9V的5次升压指令无效，系统认为充电器的9V输出档位处于异常，此时进入7V快充阶段。确保充电识别的稳定性。此外系统端通过实时采集电池及主板的温度来动态调控充电电流，将设备温升降至最低，确保设备良好的体验性及安全性。