只要擁有智慧手機，就一定會有這樣的想法：可攜式裝置的電池使用時間應該更長，而充電時間應該更短。要滿足這些願望，電池的容量就要更大，充電電流就要更高，甚至可能高到過去想像不到的程度。而要做到這些，你知道裡面需要加入多少黑科技嗎？又有哪些限制需要被突破呢？
實際上，增大電池容量是比較簡單的事情，但要加快充電速度，那就只有把充電電流加大，這就出現了兩種作法：用高壓把不算太大的電流送入手機，再把高壓轉換為低壓為電池充電，讓它實現電流放大的效果；或是直接把低壓大電流直接送入手機，中間不經轉換。這兩種作法都會有不同的挑戰，需要採取不同的方法來處理。
本期電子報的主題是關於開關模式充電IC，我們將通過這一主題讓你瞭解開關模式充電IC是如何把高壓輸入轉換為低壓大電流輸出並將眾多的智慧控制機制結合在一起完成其任務的，知道它是如何實現安全的充電過程，而適當的產品也將被介紹給你，讓你能對實際的應用有一個清晰的瞭解。
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一個典型的鋰離子電池充電過程總是包含了定電流(CC)充電和定電壓(CV)充電兩個階段，絕大部分的能量都是在定電流充電期間進行傳輸的，因而較高的固定充電電流才是縮短充電時間的關鍵。標準的鋰離子電池一般可用0.5C~1C的速度進行充電，某些鋰離子電池可以用更高的速度進行充電，這與電池的結構、內阻以及溫度等因素有關。
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實現快充要面臨的挑戰：
- 大多數的設備通過USB埠為其供電，而該埠有最大電流供應能力的限制。
- 充電路徑上存在各種阻抗，大電流充電可導致電池電壓檢測誤差。
- 最高電池溫度限制會反過來限制充電電流的提升。
- 充電過程中的系統消耗會降低可以用來充電的能量。
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面對挑戰，開關模式充電IC需要解決電源的適配性問題，並將充電過程進行優化：
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- 智能的USB埠檢測：可以知道容許的最大輸入電流是多少。
- 平均輸入電流調整：可根據電源能力自動調整充電電流。
- 最低輸入電壓調整：可避免造成電源超載。
- IR壓降補償功能：可避免電壓檢測誤差帶來的影響，擴展定電流充電模式佔用時間，從而帶來總時間縮短的效果，點擊此處查看補償的有無對充電過程的影響。
- 電池溫度檢測功能：可以隨時瞭解電池溫度，實現不同溫度條件下的充電電流和電壓的精確調控。
- 自動電源路徑管理功能：可自動為系統選擇供電來源、平衡功率分配問題，點擊此處查看Buck架構充電過程中的各種路徑管理方法。
- USB OTG Boost控制功能：將充電電源輸入端轉換為5V電源輸出端，可程式設計的OTG電流限制容許為OTG輸出設定最大輸出能力。
- 使用更高的輸入電壓如 9V/12V進行充電 可降低輸入電流，容許傳送更高的功率，點擊此處瞭解這是如何實現的。
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開關模式充電IC實例：
RT9458是最基本的開關模式充電IC，主要用於替代線性充電IC以獲得縮短充電時間、提高效率的效果，適合於容量高達1800mAh的鋰離子電池。
RT9460是更高級一點的開關模式充電IC，可以工作在更寬的輸入電壓範圍內，具備USB埠類型檢測、電源路徑管理、溫度檢測等功能，適合容量為2500~2800mAh的鋰離子電池。
RT9466是非常強大的開關模式充電IC，功能眾多，性能優良，支援MTK Pump Express 1.0/2.0標準的動態輸入電壓控制協定，輸出電流能力高達5A，適合容量高達4000mAh的大容量鋰離子電池使用。
• RT9468是即將上市的新產品，充電電流可達5A，支援可程式控制電源(PPS, Programmable Power Supply)功能，容許採用以USB-PD通訊協定為基礎的開關模式充電或直通模式充電過程。
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關於充電參數、OTG Boost參數和保護功能的內容，請點擊此處進行閱讀。
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➔ 下面的內容可協助你快速開始自己的設計過程：
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全文閱讀應用筆記：《開關模式鋰離子電池充電IC》
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新產品 |
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RT9481是整合於WQFN-24L 4x4封裝內的功能強大且易於使用的單晶片移動電源解決方案(EZPBS®)，含有I2C介面、開關模式2.7A充電電路，兼具3A輸出Boost轉換器、可程式設計USB輸出負載開關、BC1.2電源轉接器檢測能力、DCP控制器和一個低壓差線性穩壓器。
⇒點此了解RT9481EVB開發板
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RT9081A是整合於DFN-6L 1.2x1.2封裝內，含有附加電源偏置的超低壓差(140mV@500mA)500mA輸出線性穩壓器，可在0.8V~5.5V輸入範圍內工作，其偏置電源電壓則介於2.4V~5.5V之間（總是高於輸出電壓）。其輸出電容最低可達1µF，可以1.5%的精度提供0.9V~1.8V的固定電壓輸出和0.8V~3.6V的可調電壓輸出，具有超低壓差和很好的高頻PSRR特性，適合在擁有如3.3V/5V電壓的從Buck轉換器的輸出獲得更低輸出電壓如1.5V轉1.0V/1.2V的應用。
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