前一篇文章中讲述了四开关管BOB（Buck or Boost）变换器，它在手机系统电源中起到了重要作用，链接如下： 出将入相，四开关管BOB(Buck or Boost)变换器简介 - 这种四开关管BOB不仅能在电源里混，充电芯片里它也照样打工，也曾有较多的手机项目用到过。与BOB电源相比，BOB charger变换模式更多，集成的feature也更多。 BOB charger，有的芯片也称为Buck-Boost charger，为了把李逵和李鬼区分开，不与负压Buck-Boost混淆，在这里统称为BOB char…
常规Buck充电IC的效率仍不够高，带来发热和充电慢的问题。因此高通在PM8350B上集成了3 level buck，提升了充电芯片的效率。3 level buck拓扑降低了电感纹波电流，可以使用感值更小的电感，这意味着DCR容易做小，从而提升效率。保守估计大约有3~4个百分点的收益。 要理解三电平Buck，需要从传统的Buck，即两电平Buck说起。 传统的Buck拓扑结构很简单，一个上管（开关管）、一个下管（同步整流管）、一个电感。 上管导通时，开关节点电压Vsw = Vin；下管导通时，Vsw = 0。 所以…
Buck，降压变换器，是DC/DC的基本拓扑之一，有关BUCK的原理很早就接触了，模电书中甚至都有写。但将Buck应用到手机的充电的场景中，又要增加哪些改进呢？ 相比Buck，Buck Charger是一个专为电池充电设计的、集成了更多复杂功能的智能充电芯片。 如下图，列举了Buck变换器和Buck Charger的示意图。 Buck芯片的唯一目标就是无论输入电压或负载电流如何变化，输出都维持一个固定的输出电压。不管风吹浪打，我自岿然不动，堪称技术直男。 通过开关管将输入电压斩波成方波，再经过LC滤波…
应网友需求，下面讲述一下充电IC VINDPM概念，这个概念业已问世很长时间，并不新，但是它处理问题的思路却很有趣。技术背后的思想是互通的，也许在某一天，在另一个问题上，该思路可能启发到你，说不定就用上了，故在此介绍下。 我们首先要知道，手机的充电器和充电线在市场上可谓五花八门，类型众多。除了标配的充电器，USB端口或太阳能发电板等各种电源都有可能是充电源，但这些源有强弱之分，不可不察也。就像这人世间，有人能举铁100kg，有人却连瓶盖都拧不开。 充电器能力差却要承担大电流，就会陷入小马拉大车的窘境，不仅马累趴，车…
在阅读Buck充电IC datasheet时，通常能看到IRCOMP字样，以TI的BQ25890H举例如下图，这其实是一种工程实践上对充电时长的优化。 充电是基于具体的物理实体，而物理世界从来不是纯洁无瑕的，不可避免地存在各种寄生参数。比如走线，那就不可避免的存在阻抗。小电流充电时可能不需过多考虑，但在大功率充电场景下，便不可不察了。 为了优化走线阻抗对充电时长的影响，手机上的充电芯片上发展出了IR压降补偿功能。 如下图，充电IC的输出到电芯的路径上横亘着各种各样的阻抗，像是公司里面擅长各种摸鱼的同事一般，包括但不…
与PE3.0（直充）/PE4.0（buck）相比，PE5.0为电荷泵快充方案，充电效率可以达到97%。 电荷泵的变换使IBUS电流减小，减小了数据线和IBUS走线的焦耳热和压降。 握手协议兼容PD3.0 PPS。 如下图，充电通路采用传统的switching charge + 半压charge pump。 在CC区间采用半压电荷泵，其他区域采用传统的switching charge。
从公开的资料来看，MTK PE4.0充电功率拓扑回到了BUCK charger/双BUCK charger，充电协议兼容PD3.0/PPS协议。 看起来像是高端产品线规划策略失败，回归到了低端产品充电方案，方案的成本较低。 两个buck charge并联充电。
MTK PE3.0是直充技术的应用，从公开的文档来看，此时MTK更注重于生态的建设，不单单着眼于协议。欲从充电头、Cable 到手机提供一套完整的直充方案。 直充输入电压范围3~6V(10-20mV per step)，直充电流5A+，测量下来大致有95%的效率。 PE3.0通过CC脚，基于USB PD VDM（Vendor Define Message，自行撰写的私有协议）方式通讯，兼容PE+和PE+2.0。 在这个充电架构中，传统的buck类型充电走的是蓝色通路，而PE3.0协议对应的直充走的是粉色通路。 通过…
PE+2.0相比PE+做了些改进，但也是基于IBUS调制来调整电压的，支持5~12V进行调压，步进值为0.5V。 下图展示了PE+2.0电流调制的方法，其中含有150ms的开始时段、5个数据位、190ms的结束时段和看门狗定时器溢出时段。 5个数据位是由logic 0、logic 1的不同组合来表达的。而logic、logic1的电流脉冲形状不同，如下图所示。 基于安全性方面的考虑，软件上有如下逻辑流程： PE+2.0充电开始时，首先将VBUS reset至5V，之后发送8.5的current pattern，然后…
协议，协议，双方协商一致而形成的东西叫做协议，便于双方默契配合、各尽其能，实现整体目标。在手机充电方面也存在充电协议，而且是充电不可或缺的重要一环。 充电器和手机内部充电电路各司其能，充的又快又安全，靠的就是充电协议。充电协议就像相亲，双方得对上眼才行。 但充电协议类型众多，客观上也给消费者带来了不便，专业术语让消费者头大如斗。当前市场上的充电协议可按照如下四个维度分类，本文讲下MTK的PE+协议。 PE是Pump Express的缩写，是由MTK（联发科）推出的一种快速充电协议。作为一种古早充电协议，在与高通的竞…
2014年8月，USB PD2.0快充标准发布，PD2.0奠定了现代USB PD协议的基础，具有划时代意义。但PD2.0仍不能满足市场需求，PD协议不断进化，随之演进为PD3.0协议。 如果说PD2.0是头角的初步展露，见龙在田，那么PD3.0称的上是飞龙在天。九五阳气旺盛，总算不负平生的志向，可以大显身手，为人类社会做出贡献。 PD3.0是目前最普及和成熟的版本，其特点归纳如下： 依赖Type-C接口，利用专用的通信通道（CC线）来进行复杂的协议协商。而由于国产手机厂商使用A-C线居多，而正规的A口没有CC pi…
蛇化为龙，不变其文；家化为国，不变其姓。大丈夫当时富贵，百恶灭除，光耀荣华，贫贱之时何足累之哉！ 在PD协议出现之前，USB接口的供电能力非常有限，即使是BC1.2-DCP，也只能提供最大7.5W（5V/1.5A ）的功率，像老牛拉车一样慢。 此外那时USB接口绝大多数还是Type-A、Type-B，非Type-C的天下。因而想把充电器端的信息传递到手机，只有VBUS、D+、D-、GND线可供使用。 巧妇难为无米之炊，USB-IF想提升功率，但苦于没有通信线可用。某一天突发奇想：能否间接传输PD信号，具体地说，将P…
在PD协议出现之前，USB接口的供电能力非常有限，即使是BC1.2-DCP，也只能提供最大7.5W（5V/1.5A ）的功率。那时USB接口绝大多数还是Type-A与Type-B，非Type-C，因而只有VBUS、D+、D-、GND线可供使用。 USB-IF想提升功率，但苦于没有通信线可用。某一天突发奇想：利用VBUS和GND，将PD协议的消息调制成24MHz的FSK信号，然后耦合到VBUS线，通过高频载波的形式进行信息传输，接收端收到波形时则对信号进行解调。 这便是PD1.0的核心精髓，和电力线载波通信有异曲同工…
前面说过，QC2.0协议是高通开宗立派之作，充电器与手机内的充电芯片通过USB的D+和D-信号进行通信，手机告诉充电器：“请输出**电压”，然后充电器就固定输出这个电压值，不偷工减料，不含糊。 而Quick Charge（QC）3.0是QC2.0的升级版，是进行精细化优化的结果。 QC2.0只有几个固定档位（5V、9V等），而QC3.0就像一台无级变速的自行车，可以更平滑、更高效地根据实际情况调整电压，从而在效率和发热上取得更好的平衡。 最根本的原因是什么？ 手机内部的buck充电芯片，负责将充电器提供的高电压（如…
在十年前，如果让你主导快充技术的发展，你会怎么干？能干到什么程度？ BC1.2是基本的充电协议，其最大也仅能提供7.5W（5V/1.5A）的充电功率。那时有的手机电池容量甚至干到了4000mAh，面对“电池”这个卷王，“充电”简直大喘粗气，落后于时代的洪流。 高通的QC（Quick Charge）在BC1.2基础上，发展出了高压快充，那时堪称独步业界，摇滚明星般的存在，力压MTK的PE协议，在智能手机领域的占有率很高。 高通通过提升充电电压来显著加快充电速度。电压从5V提升到9V，在前端电流不变的情况下，功率几乎翻…
在BC1.2出现之前，USB端口主要设计用于数据传输，其供电能力非常有限。当手机等移动设备需要充电时，这个电流远远不够，导致充电时间非常漫长。 最初的USB2.0协议，规定的外设（device）能从主机（host）吸取的电流如下： USB总线suspend时最大汲取2.5mA； USB总线没有suspend，并且未被配置时，最大汲取100mA； USB总线没有suspend，并被配置了后，最大汲取电流500mA。 可见外设从USB主机最大仅能抽取500mA电流，像是在吃减肥餐，吃不饱啊。因此BC1.2协议顺势而生，…
有时也会觉得手机这个东西，电子鸦片，一片虚假，放下了，才能和家人更亲近。 作为澳门赌王，何鸿燊也曾公开奉劝年轻人不要赌博。相比之下，国产厂商只会在发布会上天花乱坠的吹牛，把自家的手机吹上天。 今天想聊一聊温度对手机充电速度的影响。 即使你没开发过手机，相信你也能感受到温度对手机充电速度有显著影响，过高或过低时都会降低充电速度。 可为什么会变慢？背后的原因是什么呢？ 触发了工程师设定的温控机制，手机的系统软件会实时监测手机温度，过高或过低都会自动降低充电功率。 那工程师为什么要设定温控机制，闲的没事干吗？ 至少有两个…
在技术领域，架构的设计通常更具思想性，更能展现人类的智慧，诠释了想象力比知识更为重要，知识是基础，但脑洞才是引擎！ 手机上的NVDC架构和高性能笔记本上的HPB架构，是两种截然不同的路径管理方案，选择NVDC还是HPB，要在设计之初根据其市场定位和核心诉求做出抉择。 手机偏爱NVDC，因为NVDC在能效、成本和体积上找到完美平衡。 但对于不惜一切代价追求巅峰性能的高性能笔记本，HPB是必不可少的基石。它通过更复杂、更昂贵的架构，释放更为强大的功率。 两者的示意图如下图： HPB，Hybrid Power boost…
Ship mode，俗称运输模式，是防止产品因长期存放期间，电池电量耗尽导致消费者拿到机器时，无法直接开机，而要充电后才能开机。这给消费者带来了不好的用户体验，因为消费者会狐疑产品是不是有问题，增加产品的退货率。 为了提升用户体验，需要电子设备具备ship mode功能，在出厂后可减小电池电流的消耗。当前手机项目包含ship mode设计，用户拿到手机第一刻能正常开机运行。 在手机关机后，系统电压VPH_PWR（VSYS）是依旧存在的，连接到VPH_PWR的模块很多，因此会有漏电发生。 而如果切断VPH_PWR和电…
（策）呼权，佩以印绶，谓曰：“举江东之众，决机于两陈之间，与天下争衡，卿不如我；举贤任能，各尽其心以保江东，我不如卿。”丙午，策卒，时年二十六。—《资治通鉴•卷六十三•汉纪五十五》 孙策是孙吴政权的实际奠基人，英气豪爽，勇猛刚烈。其父孙坚在征伐刘表时中伏身死，孙策时方十四岁。它以父亲留下的王玺为质押，向袁术索还父亲旧部，尔后自行创业。有生之年，已据长江天险，占六郡之地，领吴越之众，麾下文臣武将人才济济。 奈何孙策自恃勇武，不重视安保工作，在丹徒打猎遇刺，二十六岁早死。临死前，他将吴主之位传给他最看重的兄弟-19岁的…
