快速充電在智能手機上的應用及實例（MT6235的充電）

前言
早期有一個蘋果產(chǎn)生了地球萬有引力，現(xiàn)在有一個蘋果加速了智能機時代的到來。從去年開始，各大主流基帶廠家MTK、高通、博通、marvell、STE等紛紛推出了智能機方案，在2G時代feature phone趨于飽和，并且競爭越來越激烈的同時，各大手機公司紛紛押寶智能機，希望能夠搶得先機。可惜的是由于智能機時代還沒有哪家公司能夠提供像 feature phone時代MTK的tunekey，加上軟件驅(qū)動人員的嚴重急缺。智能機成了高投入，回報周期很長的一項投資，使得能夠在智能機有所斬獲的只能是向華為、中興等大公司，國內(nèi)專注PCBA的IDH在智能機有大批量的量產(chǎn)且正在賺到錢的的也就少之又少。

據(jù)isuppli統(tǒng)計表明，雖然智能手機在近兩年的增長極為驚人，但在全球仍然有70%以上的用戶使用的是功能手機，在中國，這一比例則在85%左右。加上國內(nèi)IDH在智能機研發(fā)道路上遇到的諸多挑戰(zhàn)，手機芯片巨頭聯(lián)發(fā)科也與近期表示，他們相信大多數(shù)用戶仍喜歡價格相對便宜的功能手機，因此功能手機市場仍有廣闊的發(fā)展空間。最近，聯(lián)發(fā)科將推出“類智能手機”，讓功能手機也能像智能機一樣疊加豐富應用。這種類智能機將可支持包括用戶接口、上網(wǎng)、大屏全觸控，通過這些功能的實現(xiàn)，使得類智能機可以通過網(wǎng)絡下載軟件，讓功能機也能像智能手機一樣的不斷擴充個性化的應用。

與智能機一樣，隨著類智能機功能的不斷強大，電池的續(xù)航能力將會成為其中的一個死角。現(xiàn)實生活中我們可能經(jīng)常會看到我們周邊的朋友隨聲帶兩個手機，一臺專門用來打電話，一臺用來娛樂。因為無論你的手機屏幕有多大，性能配置有多高，電池沒電了一切都是浮云。特別在印度等第三世界國家還有很多地方充電也是個問題，2007年印度一家付費電話公司 Micromax的高管注意到了一個新奇的景象。他們發(fā)現(xiàn)，在印度東部的一個村莊，人們在一個身后有輛自行車的人面前排起了長龍，這人的自行車上綁著一臺車用蓄電池，大家交給他幾個盧比后，就可以把自己的手機插上去充電半小時。這些村民的家里沒有電。

為了解決電池續(xù)航的能力，早期的 feature phone廠家類似像長虹、phillip紛紛研制了大容量電池手機，或者采用艾為雙電池單芯片解決方案AW3312的雙電池手機。但是這兩種應用都對手機的結(jié)構(gòu)提出了較高的要求，為了解決電池的問題，從事手機行業(yè)的工程師想出了曲線救國的方式-“快速充電”來解決類智能機時代的電池問題。

手機實現(xiàn)充電三要素
手機上要實現(xiàn)快充功能需要滿足三要素，三者缺一不可。充電器、電池、charge IC。充電器需要滿足足夠的輸出電流以及輸出電壓，因為充電器的走線有很大的寄生電阻，如果要實現(xiàn)較大的充電電流，充電器的帶載輸出電壓需要較高。以充電器的寄生電阻為1歐姆來估算，主板充電器接口VCHG到VBAT的路徑電阻大概也有1歐姆左右，如果以1A快充的電流來簡單計算的話，充電器的輸出電阻需要在6.5V左右。

目前手機使用的電池都是鋰離子電池，在手機工作時，電池不斷放電，電池電壓不斷下降，電池放電的電流不同，電壓下降的曲線速率也不同，一般來說，在電池電壓3.5V～4.2V之間集中了90%的電池能量。電池能量分布如下圖所示。

結(jié)合鋰電池的實際情況，一般手機的工作設置為當鋰離子電池放電到一定程度時，會通過軟件設置為不能通話或者強行關(guān)機。深度放電對鋰離子電池的壽命會造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，因此關(guān)機電壓一般設置為3.5V左右。從電池的能量分布以及手機使用的實際情況來看，影響充電時間最大的是在恒流充電階段的充電電流，目前主流手機設置的充電電流為450mA左右。如果想實現(xiàn)快速的充電，最切實可行的方法就是提高恒流的充電時間。鋰電池的最佳充電速率為1C，這意味著一個 1000 mAh的電池組要以1000mA的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現(xiàn)最短的充電時間，而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。對于容量不斷增加的電池，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可避免的。

本文以MT6235的充電為例。手機充電分涓流、恒流、恒壓充電，當VBAT電壓小于3.3V為涓流充電，VBAT電壓在3.3～4.1V為恒流充電，大于4.1V到充電完成為恒壓充電。