叫阵高通和联发科 TI推移动快充协议MaxCharge - 全文

　　德州仪器（TI）将于明年初发布专利快速充电（Fast Charging）通讯协定。继处理器大厂高通及联发科，分别携手电源管理芯片（PMIC）商推出Quick Charge 2.0和Pump Express快充方案后，德州仪器也计划于2015年首季发表自有快充通讯协定--MaxCharge，期挟更高设计弹性及锂电池控制效能，抢攻快充应用商机。

　　德州仪器电池管理解决方案（BMS）中国大陆业务经理文司华表示，行动装置功能日益丰富，导致耗电量加剧，因此高阶手机、平板正分别朝搭载4，000毫安时（mAh）和6，000mAh以上的大容量锂电池设计迈进；此也连带刺激行动装置快充功能研发需求。

　　其中，高通、联发科两大处理器业者已与PMIC供应商--戴乐格（Dialog）合作，分别于近期推出Quick Charge 2.0和Pump Express快充方案，占得市场先机。

　　不过，文司华分析，这两种快充技术皆须搭配相应处理器和PMIC，将影响系统设计弹性。此外，快充须耐受9伏特（V）/12V电压，以及4.5安培（A）左右的大电流，若手机仅采用内建简易锂电池充电控制功能的PMIC，势将为电池寿命和充放电安全性埋下不少隐忧。

　　因此，德州仪器研拟出自有快充通讯协定--MaxCharge，并将导入其锂电池充电芯片，让系统厂能以分离式设计导入手机或平板，提高耐电压、耐电流和动态功率控制能力。

　　文司华强调，基于分离式架构及该公司的快充协定，快充充电芯片与充电器之间的交握（Handshaking）将毋须透过处理器，可增进系统配置灵活度；同时，独立的快充充电芯片亦有更多空间增添路径管理（PowerPath）、过电压/过电流/过温度保护与电量监控计等功能区块，并能加入各种演算法建立充电模型，以动态调配输出功率，确保电池使用寿命和安全性。

　　现阶段，国际手机品牌厂和中国大陆一线OEM皆对新型分离式设计感兴趣，期透过该方案降低快充对锂电池造成的影响，并减轻处理器厂对手机和充电器系统零组件的牵制力，因此正陆续与德州仪器洽谈合作，可望于明年采用独立型快充充电芯片和MaxCharge通讯协定，推出搭载快充功能的旗舰级平板手机（Phablet）。

　　目前，业界对手机和平板快充的定义分别为功率提升至15瓦（W）、20瓦以上，可在30分钟充满80%电池容量，并于1.5小时内完全充饱；而现行解决方案则须仰赖应用处理器、PMIC，以及充电器端交流对直流（AC-DC）芯片之间的相互沟通才能实现。

　　对此，文司华认为，随着德州仪器MaxCharge独立型快充充电芯片于明年问世，行动快充设计将显著提高安全性、弹性，并打破特定处理器限制，进而刺激品牌业者导入意愿，加速渗透至中低价机种。

　　快速充电将成为智能手机下一个发展趋势

　　更大的屏幕、更高的分辨率以及更加高速处理器让现今的智能手机发展速度显得异常惊人。不过这一切都是以更高的电池消耗速度为代价。

　　手机厂商正在努力为手机电池提高容量，但任何一位使用过供电式手机后盖的用户都会知道：要在保持手机苗条外观的同时提供更高电量并不容易。而随着电池体积的增大，无线充电的时间也将会大大延长。

　　包括亚马逊内的厂商不仅提供配有大型电池的平板等设备，还在提供具备更多电量的充电器。但由于这些充电器看起来和市场上的其他充电器非常相似，因此对于拥有多个USB设备的用户来说，不易对其进行区分。若用错了充电器，那设备的充电时间将会延长或者充不进电，甚至，用户还会在充电过程中大量使用设备，但只会发现充电进程毫无进展。

　　USB 3.0可通过将电力从每小时500毫安的限制提升至800毫安而缓解这一问题。不过高通公司的最新版 Quick Charge 技术可提供比传统技术快75%的充电速度。为了防止低功率设备被过高的电流而影响性能，高通正在与设备厂商以及电池充电器厂商进行合作，以确保每台设备仅能接受其能处理的电量。

　　设备厂商目前要做的便是提供对Quick Charge 2.0的支持，现今已有70%的手机支持Quick Charge 1.0标准，很明显，手机公司若要采用兼容Quick Charge 2.0的充电器的话，那他们就得激活这一技术。预计该技术将于今年底在新款手机中普及。

　　Quick Charge 2.0并不是唯一一个快速充电解决方案。在CES展上，USB负责团队展示了支持100瓦的USB供电技术，该技术可为市场的任何一款手提电脑、显示器或者其他设备提供足够的电力。不过，该技术需要配备新的USB电缆以传输电力，还需要为高功率设备提供一个大型功率模块。高通公司不但没将其他标准看做是其竞争对手，还对其提供支持。

　　真正受益于Quick Charge 2.0的将是移动用户，在咖啡店进行紧急工作处理的流浪一族只需花上15-20分钟便可完成充电。随着电池寿命的改进，快速充电将是保持人们移动生活继续的一个新的发展方向。

　　高通QuickCharge 2.0技术可提高75%充电速度

　　QuickCharge2.0第一次官方公布是在2013年2月，不过现在才正式产品化，HTCOneM8上面就整合了这种技术。理论上来说，使用骁龙800以及骁龙801等旗舰处理器的手机以及平板都可以应用这个技术，不过首先你要确定自己的手机上整合的电源管理IC支持QuickCharge2.0，或者有一颗单独的QuickCharge2.0技术。同时，你还要保证自己的充电器也支持这个技术，例如M8附送的充电器只支持QuickCharge1.0，因此并不能发挥QuickCharge2.0的全部实力。

　　根据高通的实验室数据，QuickCharge2.0能在96分钟内充满一颗3300mAh的电池，QuickCharge1.0需要144分钟，而不支持QuickCharge2.0技术的充电器则需要270分钟。如果你缺少时间的话，QuickCharge2.0还能在12分钟内将电池冲到25%。当然大家算一算的话，估计就会感觉和第一段高通说的百分比有点对不上头，小编也不知道高通是怎么算出那些百分比的。

　　联发科发布快速充电技术PUMP EXPRESS省时高达50%

　　外媒报道，世界领先的移动芯片制造商联发科研发出快速充电新技术Pump Express，可以为智能手机或平板电脑的充电时间省时高达50％。

　　无论是多么先进和强大的移动设备，只有它有电才可用。一旦电池耗尽再强大的手机也没用。而Pump Express技术问世后，移动设备在插座上花的时间更短，并且低廉的设计成本使生产商更容易将快速充电技术推向市场。

　　Pump Express技术内置于PMIC的电源管理集成电路和DC壁式充电器。它的充电速度且更灵活。到2014年上半年所有联发科新设备都将使用该技术。

　　Pump Express亮点

　　允许直流壁式充电器根据电流决定充电所需的初始电压

　　电压逐渐增加至高达5V达到最大充电电流

　　Pump Express为快速直流充电器提供的输出功率小于10W（ 5V ）

　　Pump Express Plus为充电器提供的输出功率大于15W（高达12V ）

　　pump express 快速充电原理分析

　　对于一块电池，我们假设它的容量是6000mAh，并且标称电压是3.7V，换算成Wh（瓦时）为单位的值是22.3Wh（6000mAh*3.7V）；普通的充电器输出电压电流是5V2A（10W），理想状态下充满这块电池需要2.23小时（22.3Wh/10W）。现在我们假设充电器调整输出电压电流为10V2A（20W），那么充满同样的一块电池需要1.115小时（22.3Wh/20W）。

　　我们注意到，由于充电过程中电池的内阻和温度都会上升，所以实际充电过程中是不会一直有这么高的功率充电的。

　　锂离子电池的充电过程可以分为以下三个部分：预充、恒流、恒压。

　　由于预充是为了帮助过放电的锂离子电池恢复介质活性，所以需要较小的电流，充电过程中花费大量时间的是在恒流阶段，因此，大电压和电流只能用于恒流阶段。

　　基于上面的原理分析，我们可以得出一种手机快速充电的定义：手机充电过程中根据电池电压、电量和温度等参数动态请求充电器调整输出电压和电流的方法。

　　而MTK Pump express正是采用了减少恒流充电时间而提出的一种快速充电方式。

　　支持Pump express快充的AC适配器如下图所示：

　　

　　

　　我们知道变压器有个特性，就是当次级线圈接上负载后，会导致初级线圈的电压和电流产生变化，这个原理也叫“负载调制”。

　　Pump express正是利用了VBUS上的电流的变化来不断调整恒流阶段的充电电压的。

　　原理如下：

　　恒流充电时，送往电池的电流不断减少，从Nsec到Naux组成的反向变压器上的电压和电流也产生变动，Naux的输出电流送给了Vsense引脚，Vsense电路会计算电流的变化，然后调高Npri变压器的电压，这样次级线圈Nsec的输出电压也提高了，根据公式P=UI，输往手机Charger IC的功率就增大了；保证了当电池的电压接近4.2V时，不断的执行从P=UI（5V*很小电流）到P=UI（大于5V的电压*很小电流）的调整，实现了对电池的快速充电目的。