快速充电器设计趋势及最新恒功率高效率充电方案解析

众所周知，手机处理器正在以摩尔定律的速度前进着，早先的单核双核已经进化到了如今的八核十核。相比于飞速发展的手机硬件性能，电池技术的进步可用“龟速”来形容也不夸张，成为提升用户体验的瓶颈之一。如今手机厂商解决续航的办法无外乎两种：一是直接使用大容量电池，二是使用快速充电技术，相较于前者的“简单粗暴”，后者的实用性显然更高。
　　随着用户体验正渐渐成为手机的核心竞争力，快速充电技术成为一项吸引用户的重要指标。经过近几年发展，快速充电技术正逐渐成熟起来，包括高通、联发科、华为、Oppo等公司推出了各种快速充电协议，处于群雄纷争的“战国时代”，提高功率密度、对不同协议的兼容、可靠的控制机制等成为快速充电急需解决的挑战和难题。
　　
　　
　　在近日由EEVIA主办的“2016中国ICT媒体论坛和产业和技术展望研讨会上，致力于高能效电源转换的高压集成电路业界的领导者Power Integrations（以下简称PI）公司的高级应用工程师、实验室经理Jason Yan对在场的媒体和工程开发者深入阐述了快充技术的发展趋势以及借助PI最新方案的应对之道，并正式宣布推出最新一代恒功率、高效率InnoSwitch-CP系列恒压/恒流离线反激式开关IC产品，不仅有助于提升手机的充电效率，更可有效改善手机发热问题。
　　
　　虽尚需时日，USB-PD有望一统快充“江湖”
　　从事电源设计开发和技术支持工作超过24年的Jason分析道，从线型降压电源开始，电源开发在摸索中前进，体积越做越小，充电方式也迎来了新的变革，现在的趋势是快速充电。以前的充电器只提供一个固定的输出电压（5V），电源提供的输出功率取决于输出电流的大小，输出电流越大则提供给电池端的功率更大，从而提高充电效率减小充电时间。但电流不能无限制的增加，因在输出电缆的功耗随电流的增大会相应的增加。因而快速充电应用应运而生。其实现方法是手机跟充电器进行双向通讯，电源会根据负载端发出的指令做出反应，改变其输出电压和电流，实现减小功率损耗、增大充电功率、减小充电时间的目的，从而实现快速充电。
　　实现快充的前提是实现充电器端和手机端进行通讯，如此便涉及到通讯协议的问题。协议不同接口会有所差异，针对不同的协议接口，PI有不同的解决方法，在USB电缆中，指令通过数据线传输，数据线根据不同的通讯协议要求，通过D+、D-传送指令信号，这种方式最早应用于高通公司的QC2.0协议，目前已经进展至QC3.0版本，进一步对快充性能进行了优化。而即将兴起的USB-PD协议，则可以完全实现双向通讯，且其传输功率可以进一步增加，应用前景将更加广阔。相信在很多充电应用领域会被广泛采用。