為最快的電池充電找到最大的適配器功率

當(dāng)我們插入智能手機(jī)充電時(shí)，我們希望它盡可能快速、安全地充電。

智能手機(jī)（或其他移動(dòng)設(shè)備）電纜插入的集成電路 (IC) 通常是電池充電器 IC，如圖 2 所示。該 IC 為手機(jī)供電并為電池充電，以便它可以為系統(tǒng)供電沒有適配器。

圖 2：墻上適配器和電池充電器 IC

如果我們像我一樣，當(dāng)我們迫切需要為手機(jī)充電時(shí)，我們可以選擇任何可用的 USB 電源和/或隨機(jī)電纜為電池充電。如果我們使用的是功率較低的壁式適配器（電源）或質(zhì)量較低的電纜，大多數(shù)充電器會(huì)降低充電電流，以防止輸入電源電流超過(guò)預(yù)設(shè)最大值或電源電壓低于預(yù)設(shè)電壓。

然而，這些預(yù)設(shè)電壓和電流限制可能不是 USB 電源/電纜組合的最佳電壓，因此電源不會(huì)提供最大可能的輸出功率。電源提供給電池充電器 IC 的功率越多，電池充電的速度就越快，這一點(diǎn)不足為奇。理想情況下，如果我們使用任意的、可能不符合 USB 標(biāo)準(zhǔn)或第三方的適配器和電纜組合，充電器具有一種算法來(lái)尋找電源的最大功率。

充電器的預(yù)設(shè)最大電流因電源類型而異。從傳統(tǒng) USB 電源充電時(shí)，許多充電器 IC 使用 USB 數(shù)據(jù)線（D+、D-）來(lái)檢測(cè) USB 電源的類型（標(biāo)準(zhǔn)下行端口 [SDP] 或充電器下行端口 [CDP]）及其相應(yīng)的最大電流能力– 至少在枚舉 USB 主機(jī)之前，可以提供有關(guān)源真實(shí)電流能力的更多信息。

如果 IC 未檢測(cè)到 USB 源，則該源可能是具有最大電流能力的專有適配器。沒有通信功能的標(biāo)準(zhǔn)“壁疣”適配器（專用充電端口 [DCP] 適配器）可以具有廣泛的電流能力。充電器的輸入電流反饋回路 (IINDPM) 使用檢測(cè)到的電流能力來(lái)防止充電器拉動(dòng)更多的輸入電流。

雖然傳統(tǒng)臺(tái)式機(jī)/筆記本電腦 USB 端口僅提供具有已知容差的 5V 電壓，但較新的 USB 端口和帶有 USB 兼容電纜的適配器可提供更高的電壓，并具有不同的容差。如果電源或適配器無(wú)法提供其額定電流，或者如果我們使用第三方適配器或從電源到智能手機(jī)的高電阻（低成本或超長(zhǎng)）電源線，則充電器 IC 的輸入電壓和可用功率下降。在這種情況下，充電器防止適配器崩潰和/或振蕩進(jìn)入/退出充電的第二道防線是其輸入電壓反饋回路 (VINDPM)，它進(jìn)一步降低了充電器的輸入電流以防止輸入電壓低于固定閾值.

依靠最初檢測(cè)到的電流設(shè)置和當(dāng)前電壓閾值來(lái)從電源和電纜組合獲得最大功率很少會(huì)導(dǎo)致充電器從電源提取最佳功率。輸入電流優(yōu)化器 (ICO) 電路可智能識(shí)別并重置充電器可從電源和電纜組合拉出的最大或最佳電流 (I OPT )，以在不損壞電源的情況下實(shí)現(xiàn)盡可能快的充電時(shí)間。

圖 3 說(shuō)明了 ICO 算法的基本操作。充電器拉動(dòng)增加的電流，直到適配器電壓降至 VINDPM 設(shè)置。然后充電器將輸入電流退一步，將 IINDPM 閾值設(shè)置為 I OPT。

圖 3：ICO 算法說(shuō)明

表 1 顯示了具有不同額定電流的兩種不同適配器通過(guò)兩條不同的 USB 電纜為 bq25890 供電。1 號(hào)電纜是一種低電阻的優(yōu)質(zhì)電纜。2 號(hào)電纜是一種低成本的超長(zhǎng)電纜，具有更高的電阻。

表 1：ICO 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

電纜 No.1 是推薦的高質(zhì)量電纜。2 號(hào)電纜更長(zhǎng)，因此電阻更大。ICO 電路在使用 1 號(hào)電纜供電時(shí)檢測(cè)兩個(gè)適配器的真實(shí)能力。1. 由于適配器的輸出功率容限，檢測(cè)到的電流略高。使用電纜編號(hào)降低了電流輸送能力。2，但I(xiàn)CO電路仍然檢測(cè)到它。因此，帶有 ICO 的充電器提供了市場(chǎng)上最好的解決方案，可以通過(guò)任意選擇的電纜優(yōu)化適配器電源的利用率。

當(dāng)我們手機(jī)的電池處于紅色狀態(tài)時(shí)，我們都會(huì)選擇第一個(gè)可用的適配器電源和電纜為它們充電。帶有 ICO 電路的充電器（如 bq25890 系列中的充電器）可以找到大多數(shù)適配器/電纜組合的最大輸出功率能力，以實(shí)現(xiàn)最快的電池充電，而不會(huì)出現(xiàn)適配器過(guò)載。