亮（诸葛亮）曰：“吾统武行师，以大信为本，得原失信，古人所惜。去者束装以待期，妻子鹤望而计日，虽临征难，义所不废。”皆催遣令去。于是去者感悦，愿留一战，征者愤踊，思致死命。相谓曰：“诸葛公之恩，死犹不报也。”临战之日，莫不拔刃争先，以一当十，杀张郃，却宣王（司马懿），一战大克，此信之由也。 - 《蜀书五·诸葛亮传》
蜀建兴九年，诸葛亮于祁山与司马懿所率魏军对阵，蜀军弱，有人建议把轮调回乡的士卒留下，以增军势。但诸葛亮却说：“我统兵一向昭大信，轮归者束装待行，其妻早翘首计日望郎归，我岂能失信以求自便。”那些士兵闻知后大为感动，自愿留期一战，临战之日，无不拔剑争先，以一当十，尔后一举击败魏军。
前面关于电荷泵FFC策略的文章发出后，台湾网友的留言很专业，在充电时确实要着重考虑冗余设计和精准度，以期提升充电的可靠性和手机的综合性能。
某种程度上，手机的充电设计与诸葛亮“昭大信”的治军行为在底层逻辑上有相似之处，充电的精准度是极致的信义，其冗余可靠性设计更是“人是万物的尺度”的外现，即使付出成本也要换得信任。
下面简述下手机充电领域的冗余保护设计和参数精准度对充电的意义。
背景
本人从业中，遇到过种种与充电有关的损坏情形，比如：
- 手机充电损坏，插着充电器充电来着，后面竟然不能开机了。
- 充不满（非软件bug），电量可能显示在90%以上，但就是到不了100%。
- 电池不耐用，一天至少充三次，顷之三遗矢矣。
- 电池鼓包的，像怀孕一样大着肚子，撑开后盖。
- 充电起火爆炸，这种情况并不鲜见，网络舆论仅看到小部分，更多的是被手机厂商的公关压制下来。
- ......
而这些表现多多少少和充电精准度不足，配置不当，以及充电保护冗余设计不足有关。
冗余保护设计
因为锂离子电池自带军火特性的原因，手机在充电时，有多种保护机制在工作，形成了一道防护网，大致罗列机制如下：
1、基础硬件保护
在充电芯片以及电池保护IC中均有集成，其中电池保护IC位于电池保护板上，更是做了两级保护，直接监测电池状态。大致包含如下保护：
- 过压保护：充电芯片的输入或输出超过设定的阈值时，会切断充电回路，防止电池过压而起火爆炸。
- 过流与短路保护：当充/放电电流异常过大，会立即停止充放电，确保安全。
- 过温保护：充电芯片或电池的温度超过设定的阈值时，会切断充电回路。
- 过充保护：电池电压达到上限，会自动切断充电回路，防止电池因过充而起火爆炸。
- 过放保护：电池电压降至最低阈值时，会切断放电回路，防止电池因过放而永久损坏。
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电池保护IC的两级保护示意图如下，使用了两颗芯片，做成双重保护，提升冗余度。
2、端口保护
这部分保护主要集成在Type-C接口和手机内部，在快充普及的今天至关重要。
- Type-C口静电、浪涌、直流过电压防护：采用TVS、OVP等器件，吸收静电和浪涌（充电器热插拔或电网波动产生的瞬时高压），保护后端娇弱的芯片。
- Type-C口防烧保护：充电端口温度过高时，会通过NTC检测到，然后让防烧MOS动作，将VBUS拉至对地短路，从而触发充电器过流保护，防止Type-C口过热烧损。
- Type-C口进液防护：进液后拒绝充电，防止电化学腐蚀损坏Type-C口。
- VSYS浪涌防护 ：主要防止负载瞬变带来的浪涌打坏网络上的器件。
- VBAT浪涌防护：主要防止手机装配电池时的浪涌打坏网络上的器件。
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3、软件算法
除了硬件机制，手机还能通过软件算法学习用户的习惯，基于此提供精细的、个性化的电池健康管理，比如：
- 智能充电模式：学习用户作息习惯，比如夜间睡觉，会先将电量充至80%左右，然后暂停了，再在起床前再充满，减少电池处于满电浮充状态的时间，从而延缓电池老化。
- 自定义充电上限：可以手动设置充电上限（比如80%），避免电池长期满充，对长期连接充电器使用的场景（如导航、游戏）有益。
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精准度设计
软件算法暂且不讨论（其实也可能涉及bug），硬件上面的参数均会涉及精准度，硬件参数的精准度，直接决定安全还是翻车。
下面以电池保护IC过压保护精度为例，展示其容差带来的影响。
如果你选择的电池保护IC检测精度一般，则势必有一个较大的容差范围，面对这个容差范围，你大致有两个选择：
- 不care，像鸵鸟一样把头埋进地里，那么保护IC容差上限内，都会允许电压涌进。有一定概率导致电池过压，可能起火爆炸。
- 你care，那就将充电截止电压尽力压低（截止电压亦有容差范围，亦很关键，当前大致为±0.5%），使其最大值低于保护IC容差下限，如下图中的左图所示。这时手机充电是安全了，但是截止电压低导致电池满充电量低，手机DOU（使用时长）表现一般。
而如果检测精度很高，则我们既可以把充电截止电压设定得高些，最大程度的利用电池容量，也不会引发安全事故，如下图中的右图所示。
上面仅仅展示了电池保护IC过压保护精度的影响，还有好多芯片也要设置保护点，也会涉及容差，所以整个活计并不简单。
总结
冗余设计是给信任加Buff，精准度则是避免失信于人。
好的设计不应在发布会上宣发参数有多牛，而是以人为本，认知到“人是万物的尺度”，建立呵护与信任纽带，诸葛亮在一千多年前就践行了这一原则。
