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 Converter
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滤波器平滑成较低的直流电压。通过反馈环路（Feedback Loop）调整开关的占空比来稳定输出。
芯片内部的误差放大器，比较反馈电压和内部参考电压。然后PWM调制器根据误差放大器的输出生成占空比可调的脉冲。脉冲再驱动开关管去斩波。
设计时重点考量的是效率、纹波、负载瞬态响应等指标。
Buck Charger
Buck Charger是在Buck的基础上，为电池充电量身定制了大脑和感官。它不仅要完成降压，更要安全、快速地将能量充入电池。充得进去是技术，充得又快又安全才是艺术。
如上图，芯片内部除了包含Buck的所有模块，还集成了：
- 多个误差放大器：用于调节输入电流、充电电流和电池电压。
- 充电状态机：控制涓流、恒流、恒压等状态的切换。
- 高精度ADC和数字逻辑：用于监控和计算。
- 保护电路：输入过压/欠压保护、电池过压保护、温度监控（NTC）、看门狗定时器等。
- 通信接口：通常为I2C，手机CPU可以动态设置充电电流、充电电压、读取充电状态、充电温度和故障信息。
- 协议：通常包含BC1.2、QC等协议，集成度更高，减少芯片数量。
- Q1管：VIN端Q1管又称RBFET，起到防反灌的作用，在关断时可以阻断电池电流流向Vin端。手机的可靠性设计很重要，如果没有防反灌，充电口（VBUS）对地短路将导致电池强行放电，严重的情况下会烧毁手机。
- Q4管：VSYS和VBAT中间的Q4管实现了举足轻重的路径管理功能（NVDC）。
- 在电池过放，能够提供一个的足以让系统启动的电压。
- 当电池充满后，切断电池充电路径，能够继续由适配器给系统供电。
- 在系统抽载超过充电器输入功率时，让电池辅助参与供电。
- 另外，系统与电池之间的充放电路径通常可以双向阻断，也可以利用此路径实现运输模式（Ship mode），让电池与系统彻底断开以降低电池的功耗。
因为集成的东西很多，Buck Charger的控制逻辑要复杂得多，至少需要实时监测以下参数：
- 输入电流（Iin）：防止适配器过载。
- 充电电流（Ichg）：控制充入电池的电流大小。
- 电池电压（Vbat）：判断电池当前状态。
- 电池温度（Tbat）：防止电池过温，出现安全可靠性灾难。
而且Buck Charger的功率输出要严格按照充电曲线来跑，具体包括：
- 涓流充电（Trickle Charge）：当电池电压极低时，用小电流激活。
- 预充（Pre Charge）：电池已激活，但仍没有达到理想状态，仍用小电流充电。
- 恒流充电（Constant Current, CC）：以最大允许电流快速充电，此时芯片控制的是电流而非电压。
- 恒压充电（Constant Voltage, CV）：当电池电压接近满电电压（4.45V）时，转为恒压模式，充电电流逐渐减小。
- 充电终止：当电流减小到一定阈值（通常为C/10）时，停止充电。
