在過(guò)去幾年的時(shí)間里，手機完成了從功能機到智能機的蛻變，而電池技術(shù)則顯得停滯不前。面對這一現狀，半導體廠(chǎng)商開(kāi)始從充電效率、電池容量、發(fā)熱冷卻等方面另辟蹊徑，希望最大程度地改進(jìn)鋰電池及現有充電技術(shù)的瓶頸問(wèn)題�！�快速充電技術(shù)”也就是在這個(gè)時(shí)候進(jìn)入了我們的視野中，快速充電技術(shù)的瑜亮之爭已經(jīng)拉開(kāi)了序幕。

電池容量大了，充電時(shí)間怎么縮短？

在探討快充技術(shù)前，先來(lái)回顧一下智能手機和過(guò)去幾代電池的發(fā)展歷程。智能手機經(jīng)歷了四代的發(fā)展后，電池容量終于有所突破。究其原因，并非是電池密度提升，而是因為手機屏幕變大后，電池的空間、容量也相應地得到了一點(diǎn)提升；其次，電芯電壓有所提升，4.2V電池現在成為了4.3V，并且今年已經(jīng)有很多廠(chǎng)商開(kāi)始做4.4V電芯。

發(fā)展到第五代智能手機，當電池容量能夠做到3000mAh時(shí)，已經(jīng)對整個(gè)系統架構都帶來(lái)了挑戰，原來(lái)的適配器已經(jīng)落伍了。這是因為很多標配的適配器都是5V/1A的，包括iPhone5s在內，這意味著(zhù)其輸出功率僅為5W。要給更大容量的電池充電，提升適配器的輸出功率是非常必要的。

那么，只要提升了適配器的功率，就能讓電池充電速度加快嗎？假設電池的容量只有200mAh，是不是用個(gè)大功率的適配器能夠讓充電更快？答案是否定的。在這個(gè)過(guò)程中有一個(gè)誤區需要澄清一下，即：電池充電速度和電池大小沒(méi)關(guān)系。正常情況下，大容量和小容量的鋰電池，所需的充電時(shí)間是一樣的。

假設電池容量為3000mAh，如果用3000mA的電流給電池充電，那么1h就充滿(mǎn)了，即充電速率為1C。而目前業(yè)界的標準要求充電速率為0.5C，即需要1500mA的電流充電，這樣就要2h充滿(mǎn)。當前市面上大部分的充電器都是以0.5C的規格來(lái)充電，這也是為什么幾乎所有的手機、筆記本、平板電腦的充電時(shí)間都是2~3個(gè)小時(shí)。

如果繼續提升至較為安全的0.7C的充電速率，即充電電流=3000mAh×0.7C=2.1A。那么問(wèn)題就來(lái)了，2.1A顯然已經(jīng)突破了當前適配器的最大電流（5V/1.5A）。由此可見(jiàn)，今天的適配器在電池容量提升到3000mAh時(shí)，會(huì )導致充電速率降低，延長(cháng)充電時(shí)間。

因此，探討快速充電有兩個(gè)問(wèn)題需要重點(diǎn)把握，一是面對大容量電池如何提高充電速率，二是如何將充電時(shí)間進(jìn)一步縮短。

提升電流還是電壓？

為了加速手機充電速度，就必須在電池的充電功率上面下功夫。而為了達到大功率，根據功率＝電壓×電流，就意味著(zhù)要在電壓和電流這兩個(gè)方面著(zhù)手。當前市場(chǎng)上的快速充電解決方案，也不外乎是通過(guò)提升電流或是電壓這兩種方式來(lái)實(shí)現。

因為充電線(xiàn)纜的粗細程度有一定的規定，這些連線(xiàn)普遍不能支持2A以上的電流。根據P=I2R，電流提升則要求線(xiàn)纜的阻抗更小，因此需要更換現有的硬件才能實(shí)現。

提升電流方面典型的代表當屬OPPO的VOOC技術(shù)，通過(guò)自有電路控制更大的電流穩定輸入到手機上，同時(shí)還要保證手機電池的穩定以及電路的健康。這樣一來(lái)，就需要定制的電源適配器以及特別的電路設計來(lái)實(shí)現，采用了VOOC技術(shù)的Find 7和一般手機有三個(gè)不同，一是電源適配器，一般手機上的適配器最大輸出電流超不過(guò)2A，而OPPO為Find 7配備的適配器電流輸出高達4.5A，同時(shí)它的體積也比一般充電器大很多，原因是內部電路豐富；第二是Find 7的電池上有八個(gè)觸點(diǎn)，一般手機上只有四個(gè)；第三是手機的USB接口針腳為7pin，一般MicroUSB是5pin，這多出來(lái)的四個(gè)觸點(diǎn)和兩個(gè)針腳都是為VOOC服務(wù)的。

為了在不增加 USB 連接器成本的情況下提供較高的充電功率，似乎提高輸入電壓是更為合乎需要的選項。這方面的代表是高通的Quick Charge，早在去年高通驍龍 800 處理器發(fā)布之際，高通就為這新一代的處理器升級了 2.0 版的快速充電技術(shù)協(xié)議。從之前在驍龍 S4 Pro 處理器搭載的 Quick Charge 1.0 升級至如今的 Quick Charge 2.0。

這項技術(shù)能夠將固定的直流電壓轉變?yōu)榭勺兊闹绷麟妷�，可以接受快速充電所需的高電壓輸入，從而達到提升手機充電功率完成充電提速的最終目的。通過(guò)采用 Quick Charge 2.0 技術(shù)的電源適配器，可以讓搭載驍龍 800 處理器的智能手機，安全使用較大的充電功率來(lái)為手機提速充電。該項技術(shù)也是需要在充電器以及手機內部芯片上面做一定的處理，此外，它是與高通的處理器芯片捆 綁在一起的，目前還無(wú)法支持其他的處理器平臺。

那么，我們還能不能有更多的選擇？

MaxCharge更勝一籌？

TI剛推出的MaxCharge技術(shù)讓人眼前一亮。與高通的做法一樣，TI也是通過(guò)提升輸出電壓來(lái)減少充電時(shí)間。所不同的是，MaxCharge技術(shù)不需依賴(lài)處理器，可以獨立識別并兼容普通的5V以及更高電壓輸出的專(zhuān)有適配器。

MaxCharge技術(shù)最大的優(yōu)勢是能提升功率而不增加損耗，因為功率=電壓×電流，在提升電壓的時(shí)候功率也是提高的，但由于電流沒(méi)有變，保持在2A以下，線(xiàn)纜、適配器接口都不需更換。

TI電池管理產(chǎn)品（BMS）大中國區市場(chǎng)和應用部門(mén)經(jīng)理文司華博士強調，MaxCharge可以獨立識別并兼容普通5V以及更高電壓輸出的專(zhuān)有適配器。通常識別高壓適配器有很多種方式，比如可以通過(guò)應用處理器來(lái)識別，例如高通、MTK。而TI的所謂“獨立識別”，是指充電IC不需要其他任何芯片的介入，自己就能夠識別適配器，包括5V以及更高電壓的適配器。

而之所以能實(shí)現獨立識別，主要是因為MaxCharge在D+/D-兩個(gè)信號上有交換信號，可以和適配器交換信號；它也能夠通過(guò)VBUS上的電流脈沖控制，通過(guò)數字信號解碼去識別適配器。這樣一來(lái)，它在遇到普通適配器時(shí)可以正常效率充電，而遇到專(zhuān)有適配器時(shí)就可以用高壓充電。

文司華博士表示，與現有電池充電器相比，TI將充電時(shí)間減少了一半以上，最高可將充電時(shí)間減少60%，并使用戶(hù)在實(shí)現快速充電的同時(shí)又不會(huì )受到發(fā)熱過(guò)量的困擾。

TI新推出的bq25892開(kāi)關(guān)模式充電器在最大限度地保持行業(yè)最快速充電時(shí)間所具有的優(yōu)勢的同時(shí)，為用戶(hù)提供了更加安全的充電體驗。為了提升用戶(hù)體驗，并延長(cháng)眾多鋰離子應用中電子元器件的使用壽命，MaxCharge技術(shù)縮短了充電時(shí)間并減少了充電時(shí)產(chǎn)生的熱量，這些應用包括智能手機、平板電腦、無(wú)人機、移動(dòng)電源以及工業(yè)和醫療設備。

除了在適配器方面的靈活性，新推出的bq2589x系列在效率方面表現也非常出色。據文司華博士介紹，充電IC普遍效率是88%~89%，而bq2589x在輸入電壓為9V、電流為3.5A時(shí)充電效率提升至91%，溫度僅上升18℃。他解釋?zhuān)瑴厣�直接決定了用戶(hù)體驗，很多設計都由于散熱問(wèn)題不得不采取折中的設計方式，因此提升效率是整個(gè)芯片設計里最重要的環(huán)節。

第三，MaxCharge能夠實(shí)現更加安全的充電。設計人員通過(guò)控制IC溫度并使用熱調節環(huán)路優(yōu)化熱性能來(lái)減少過(guò)多散熱，同時(shí)，通過(guò)與TI MaxLife電池電量計技術(shù)進(jìn)行配對，可以確保便攜式電子產(chǎn)品中更長(cháng)的電池使用壽命和更加安全的充電。

分立充電IC是未來(lái)趨勢

除了前述三大優(yōu)勢，MaxCharge產(chǎn)品系列還擁有一些有利于提供高充電電流的特性，其中之一就是電阻補償 (IRComp)。高充電電流將在充電路徑寄生電阻和內部電池阻抗上引起電壓降。在過(guò)去的兩年里，由于高能量密度的原因，電池單元的 1000mAh 歸一化阻抗從 200mΩ 的中等水平增加了50%左右。較高的阻抗將導致充電過(guò)早地進(jìn)入了恒定電壓模式，從而使得充電時(shí)間延長(cháng)。IRComp 把充電器端子電壓增至高于電池調節電壓（高出的幅度為 I x R 壓降），以使充電器能夠在恒定電流模式中停留足夠長(cháng)的時(shí)間，由此實(shí)現快速充電。

那么，在市場(chǎng)的推廣過(guò)程中，TI又有哪些優(yōu)勢？畢竟同樣是通過(guò)提升電壓的方式，高通、MTK的處理器平臺有非常成熟的生態(tài)系統。

對此，文司華博士表示，早先的功能機以及初期的3G手機，充電IC是包含在PMU（Power management Unit）中的，這部分可以由主平臺廠(chǎng)商直接出貨。近年來(lái)的趨勢是，越來(lái)越多的客戶(hù)關(guān)注充電體驗、充電效率。如果把大電流充電IC集成在PMU中，PMU本身有好幾個(gè)電壓，再來(lái)個(gè)“發(fā)燙大戶(hù)”是不現實(shí)的，所以，充電IC獨立出來(lái)已經(jīng)成為一個(gè)趨勢�，F在幾乎各家旗艦機型，包括中端以上機型都采用單獨的充電IC。所以從這個(gè)角度看，TI的解決方案符合充電IC的發(fā)展趨勢，可以搭配任何主芯片平臺使用，普適性更強。