TI MaxCharge技术,如何攻克快速充电技术瓶颈?

2015-05-27 08:49:45来源: EEworld
如今,智能手机的电池容量已经达到了惊人的3000mAh,与最初的功能机相比增加了何止数十倍。然而,手机充电时间依旧徘徊在三个小时甚至更长时间,是因为电池技术落后还是充电手段难以为继?

快速充电大势所趋

从高清到2K屏到4K屏,从4寸屏到5.5寸再到6寸,芯片从晓龙801到晓龙810,内存从2G到4G。所有这些都代表着:手机越来越先进,耗电越来越凶猛。对于这些“吸电神器”,国内外厂商均各出奇谋,有的返璞归真选择可换电池,有的加码研究快速充电技术。

但任何一位使用过供电式手机后盖的用户都会知道:要在保持手机苗条外观的同时提供更高电量并不容易。而随着电池体积的增大,充电的时间也将会大大延长。如何更好的解决随之出现的充电问题,快速充电无疑是现在最好的解决办法。

快充是近来热议的重点话题,从OPPO推出VOOC闪充方案后,各家的快充方案不断出现。目前高通、MTK、Intel阵营都在主导自有标准的快充方案。同时针对快充需求,电池厂商也在发力,锂电池工艺和配方都在不断演进。

从以前行业标准容受0.3C充电,发展到现在已经出现了能够容受1C甚至1.5C充电的高能量密度电芯。半小时把3000mAh的电池充到75%的产品已经面世,1小时充满100%电量的手机电池产品也有发布。

作为世界领先的数字信号处理和模拟技术的设计商、供应商,德州仪器 (TI)于2015年5月15日,正式推出了采用 TI 最新专利 MaxLife快速充电技术的两款电源管理芯片组,其可帮助消费者提高单体锂离子电池的充电速度,延长电池使用寿命。

据了解,这两款产品通过支持高输入电压实现最快速的充电体验,是业界第一次同时实现支持5A充电电流和高达14V输入电压的单节锂离子电池充电器。


MaxCharge

“与高通、MTK、Intel等所主导的快速充电方案不同, MaxCharge技术不需依赖处理器,可以独立识别并兼容普通的5V以及更高电压输出的专有适配器。”TI 电池管理产品(BMS)大中国区市场和应用部门经理文司华博士在发布会上一再强调。

所谓独立,是指Charge IC作为主板门户IC能够不需要任何其他芯片的介入,自己就能够识别普通的5V适配器或更高电压的适配器。

藉由此次推出的两款产品,TI希望凭借其在业界最具创新性的电池电源产品、工具和技术,主力用户实现更加高效、持久、安全的电池应用,为客户带来更加快捷、散热性好的充电体验。

不可否认,在快充时代,传统的锂电池保护方案将与大功率充电功能间发生严重矛盾。而锂电池在大倍率充电的情况下,也更容易出现高温、过充等异常使用情况。忽略电池的运行情况,一味对锂电池进行大倍率充电,将严重影响锂电池的使用寿命,甚至引发危险。

所以,通过电量计IC和电池保护IC对电池使用情况进行严密监控,根据电池剩余容量、温度、端电压、内阻等信息对充电管理IC行为进行控制,对电池进行“柔性”充电控制,维护电池健康状态,延长电池使用寿命,降低电池使用安全风险,已经形成了行业共识。

那么TI又是如何凭借技术上的优势,实现更加高效和更加安全的充电方式的呢?

据悉,MaxCharge技术最大的优势是能提升功率而不增加损耗,因为功率是电压×电流,在提升电压的时候功率也是提高的,但由于电流没有变,保留在2A以下,线缆可以不用换,适配器接口也都不用换。

在文司华博士看来,与现有电池充电器相比,MaxCharge技术将充电时间减少了一半以上,最高可将充电时间减少60%,这让用户可以实现快速充电的同时又不会受到发热过量的困扰——设计人员可以通过控制IC温度来减少过多的散热。

举个例子来说,bq25892开关模式充电器在最大限度地保持行业最快速充电时间所具有的优势的同时,为用户提供更加安全的充电体验。


让电池功效得到更大发挥

MaxCharge技术还能够与TI的MaxLife 技术配合使用,以确保便携式电子产品中更长的电池使用寿命和更加安全的充电。

MaxCharge 技术融合了TI 多年的充电技术专长,挑战充电器效率和热性能的极限,致力于实现速度更快和温升更小的充电。

MaxLife 技术则采用创新老化建模系统,可在最大限度缩短充电时间的同时,延长电池使用寿命(实验室测试数据显示:可延长达 30%)。MaxLife 算法建立在 TI 普及型 Impedance Track 电池容量测量技术基础之上,可准确预测并避免可能导致电池老化的充电情况。

MaxLife 技术的主要优势体现在:1、在高达 4.5A 电流下能快速为单体锂离子电池充电;2、延长电池使用寿命,可最大限度降低每次放电周期后的运行时间衰减;3、通过增强散热管理与降低热生成实现高效充电;4、高性能 Impedance Track 监控系统可提供最准确的电量估算以及对充电电流与结束阈值的精确控制。

此外,bq2589x系列还具有电阻补偿(IRComp)等有利于提供高充电电流的特性。据文司华博士介绍,高充电电流将在充电路径寄生电阻和内部电池阻抗上引起电压降。较高的阻抗将导致充电过早地进入了恒定电压模式,从而使得充电时间延长。IRComp把适配器端子电压增至高于电池调节电压,以使适配器能够在恒定电流模式中停留足够长的时间,由此实现快速充电。

对于快充解决方案来说,首要的需求是安全,其次是维护电池健康状态和使用寿命,最后是效率,也就是充电管理部分电路的发热要低。所以,只是把充电管理IC换成了一个大电流的选型,其实远远不够。一个完善的快充解决方案是一个系统工程,需要集合AP、电池保护板、电量计、充电管理等多方面的技术诀窍才能形成安全、长寿命、高效率、低发热的快充解决方案。而这正是TI所擅长的!
 

关键字:TI  MaxCharge  快速充电

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/2015/0527/article_26124.html
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