孙坚兴义兵讨董卓,徙家于舒。坚子策(孙策)与瑜(周瑜)同年,独相友善,瑜推道南大宅以舍策,升堂拜母,有无通共。 - 《三国志·周瑜传》
孙策和周瑜少年时即升堂拜母,结为兄弟,长大后又成了连襟(各娶大乔小乔),名为君臣,实为手足,终其一生肝胆相照,不离不弃。
于乱世中能遇到这种有能力、忠心耿耿,可以托付身家性命的好兄弟,真是孙策的福气。
在手机充电领域,有种双Buck charger并联充电技术,一主一副,相互协同,如同孙策、周瑜这对异姓兄弟般,下面试着为诸君讲述下。
背景
在功能机以及智能手机初期,那时的充电方案还是线性充电。但智能手机发展迅猛,2013年的时候就升级到4核,电池容量也卷到了2000~4000mAh。过长的充电时长已经影响了消费者的体验。所以业界纷纷推出更高效率、更大电流的充电方案,Buck充电方案应运而生,相对于线性充电方案,它的优势是效率更高、发热更小。
但仍有消费者不满意充电速度,于是业界在Buck充电技术基础上引入了双Buck并联充电的技术,有种我卷不动了,我叫个兄弟一起卷的味道。
比如早期的18W充电,蓝厂曾将它宣传为“双引擎闪充”,“双”在哪里?其实就是两颗充电芯片。

双Buck并联方案介绍
Buck charger的效率仅为90%左右,功率越高,效率越低。在原有的Buck charger基础上再请一路Buck charger出山,双路并联充电方式可提升效率,两颗芯片均摊发热,也能降低芯片温升。
以VIVO 18W双引擎闪充为例,使用了两颗TI的充电IC(BQ25890H + BQ25601D),分别放于主板和小板。
示意图如下图,主板上的是BQ25890H,称为主充;小板上的BQ25601D,称为副充。两颗IC共同承担充电任务,充电电流更大,充电温升更小,充电速度更快。

一主一副,如何做好协同才是最关键的,关键的控制逻辑如下:
- VBUS上电过程中,只允许主充自动使能充电,负责死电激活等;副充不允许自动使能充电,要受软件控制才行。
- 充电协议握手时,主充负责与充电器进行充电协议的握手,副充不插嘴。
- 充电器能力探测(VINDPM)时,主充和副充一起参与拉载。
- 恒流充电阶段,兄弟齐心,合力搬砖!这是副充的高光时刻,副充仅在恒流阶段参与充电,而涓充、预充、恒压阶段,副充均处于摸鱼状态。
- OTG输出时,仅主充参与,副充继续摸鱼。
- 路径管理功能,仅主充使能这个功能,用于给系统供电,副充不参与路径管理功能。
并联充电的底层逻辑
上面仅仅介绍了方案,但有一些技术细节待思考清楚:
- CC(恒流)阶段,BUCK IC为什么能并联在一起充电?
- CV(恒压)阶段,两颗IC不能并联充电吗?
先说CC阶段为什么能并联充电?
充电IC内部通常有CC控制环和CV控制环两个环路,用于CC/CV阶段的控制,如下图。

CC时,本质上是一个电流源,回归到电路基本理论:电流源输出内阻很大,电流源之间天生就可以并联连接,但不可以串联连接,因此在CC阶段并联充电是有理论支持的。
既然恒流阶段两颗IC能并肩作战,恒压阶段行不行呢?
对于CV,电路本质上是一个电压源。根据电路理论:电压源输出内阻很小,两个电压源并联时,高电压会向低电压灌电流,并且灌的电流可能很大,不容易控制,可能带来如下问题:
- 充电芯片的CV精度再高(当前通常为±0.5%),两颗芯片也会有细微差异,高电压会向低电压灌电流,有可能造成充电芯片的误截止。
- 即使没有互灌电流,两个充电IC互不知道对方的电流,那么便不知道是否达到充电截止电流(此时截止电流是总电流)。如果误判了截止,后果将非常严重,就像把油门当成了刹车一样,容易造成充电爆炸等安全事故。
所以基于可靠性的考虑,CV阶段通常不并联充电。
其他
除了TI的双buck充电方案,MTK和高通也有类似的技术(高通称为dual_charge)。
以MTK举例,MTK PE4.0充电架构就是双BUCK charger,充电协议为PD3.0/PPS协议。
充电架构图和原理图如下图,可供参考。


