手机充电电路主流方案解析
虽然目前市面上的手机品牌众多,但其充电回路大致相同,都采用基于PMOS的充电电路。使用PMOS时易于以较低电压控制其开关,而手机主板上电压多为3V左右,因此能轻松实现开关控制。另外,MOS管是电压型控制器件,相对三极管而言,功耗也小很多。
常见的手机充电电路可分为如下三种:
1、 PMOS+肖特基二极管:MTK和展讯平台采用此种方式。PMOS控制充电的开关和充电电流的大小,肖特基二极管防止电池通过PMOS的内部寄生二极管倒灌电流,且正向导通时其正向压降相对普通二极管要小。
推荐产品:BF9024SPD-M(8Pin)、BF9024SPD-MS(6Pin):主要参数请参考表一。
表一.BF9024SPD系列主要参数
图一 PMOS+二极管
图二 分离PMOS和二极管
BF9024SPD-M(8Pin)、BF9024SPD-MS(6Pin)是针对此应用的功率器件,如图一。为减少长时间充电时MOS发热,比亚迪微电子在封装上将其底部散热片外露,以便更好散热。不要小瞧此散热片,它不仅能提高充电时散热效率,有助于提高产品可靠性,而且能使电池充电更充分。因为MOS内阻是正温度系数,即温度越高时,其内阻越大,在50℃时,温度每上升10℃,其内阻会上升约5%,有此散热片可加速器件散热,使其内阻上升控制在3%以下,在充电时可使电池充电电压比同类产品高出约50mV。
我们记录了BF9024SPD-M在MTK6223平台上应用时,电池电压从2.8V充至稳定的4.185V时的2000多个数据,从约60mA的预充电电流到恒流充电的550mA电流,再到充满时约50mA的脉冲电流的整个过程中,监控的电池电压最终稳定在4.185~4.195之间,请参考图三;当用USB端口充电时,满充时电池电压稳定在4.188V,请参考图四。整个充电过程中,电池满充电压一致性非常好,且整个充电曲线一致性也非常好。
图三 BF9024SPD-M应用于MTK6223平台充电曲线—适配器充电
图四 BF9024SPD-M应用于MTK6223平台充电曲线—USB端口充电
虽然目前市面上的手机品牌众多,但其充电回路大致相同,都采用基于PMOS的充电电路。使用PMOS时易于以较低电压控制其开关,而手机主板上电压多为3V左右,因此能轻松实现开关控制。另外,MOS管是电压型控制器件,相对三极管而言,功耗也小很多。
常见的手机充电电路可分为如下三种:
1、 PMOS+肖特基二极管:MTK和展讯平台采用此种方式。PMOS控制充电的开关和充电电流的大小,肖特基二极管防止电池通过PMOS的内部寄生二极管倒灌电流,且正向导通时其正向压降相对普通二极管要小。
推荐产品:BF9024SPD-M(8Pin)、BF9024SPD-MS(6Pin):主要参数请参考表一。
表一.BF9024SPD系列主要参数
图一 PMOS+二极管
图二 分离PMOS和二极管
BF9024SPD-M(8Pin)、BF9024SPD-MS(6Pin)是针对此应用的功率器件,如图一。为减少长时间充电时MOS发热,比亚迪微电子在封装上将其底部散热片外露,以便更好散热。不要小瞧此散热片,它不仅能提高充电时散热效率,有助于提高产品可靠性,而且能使电池充电更充分。因为MOS内阻是正温度系数,即温度越高时,其内阻越大,在50℃时,温度每上升10℃,其内阻会上升约5%,有此散热片可加速器件散热,使其内阻上升控制在3%以下,在充电时可使电池充电电压比同类产品高出约50mV。
我们记录了BF9024SPD-M在MTK6223平台上应用时,电池电压从2.8V充至稳定的4.185V时的2000多个数据,从约60mA的预充电电流到恒流充电的550mA电流,再到充满时约50mA的脉冲电流的整个过程中,监控的电池电压最终稳定在4.185~4.195之间,请参考图三;当用USB端口充电时,满充时电池电压稳定在4.188V,请参考图四。整个充电过程中,电池满充电压一致性非常好,且整个充电曲线一致性也非常好。
图三 BF9024SPD-M应用于MTK6223平台充电曲线—适配器充电
图四 BF9024SPD-M应用于MTK6223平台充电曲线—USB端口充电
由于BF9024SPD-M与BF9024SPD-MS底部散热片与PMOS的漏极(D极)、肖特基二极管的负极(K极)相连,在设计时不能作为GND或与其它信号线相连。请在PCB Layout时,注意其底部不要有接地PAD或其它信号走线,对应Layout,请参考下图五、六。
此两产品已被展讯平台认证,您可参考展讯的原始参考设计BOM。
图五 BF9024SPD-M Layout参考
图六 BF9024SPD-MS Layout参考
在低成本应用中,可使用分离的MOS管和肖特基二极管来代替集成器件,如图二。BF92301P的小封装能满足您此类设计需求,其主要参数请参考表二。
2、 PMOS+ PMOS:TI和部分MTK平台、双电池平台中采用这种方式。此种应用是PMOS+肖特基二极管应用的改良。在PMOS+肖特基二极管应用的充电回路中,肖特基二极管因持续导通会占用0.4V以
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