MTK Pump Express 快速充電原理分析

1 MTK PE
1.1 原理
在講正文之前,我們先看一個例子。

對於一塊電池,我們假設它的容量是6000mAh,並且標稱電壓是3.7V,換算成Wh(瓦時)爲單位的值是22.3Wh(6000mAh*3.7V);普通的充電器輸出電壓電流是5V2A(10W),理想狀態下充滿這塊電池需要2.23小時(22.3Wh/10W)。現在我們假設充電器調整輸出電壓電流爲10V2A(20W),那麼充滿同樣的一塊電池需要1.115小時(22.3Wh/20W)。

我們注意到,由於充電過程中電池的內阻和溫度都會上升,所以實際充電過程中是不會一直有這麼高的功率充電的。

鋰離子電池的充電過程可以分爲以下三個部分:預充、恆流、恆壓。

由於預充是爲了幫助過放電的鋰離子電池恢復介質活性,所以需要較小的電流,充電過程中花費大量時間的是在恆流階段,因此,大電壓和電流只能用於恆流階段。

基於上面的原理分析,我們可以得出一種手機快速充電的定義:手機充電過程中根據電池電壓、電量和溫度等參數動態請求充電器調整輸出電壓和電流的方法。

而MTK Pump express正是採用了減少恆流充電時間而提出的一種快速充電方式。

支持Pump express快充的AC適配器如Figure 1-1所示:
Figure 1-1

我們知道變壓器有個特性,就是當次級線圈接上負載後,會導致初級線圈的電壓和電流產生變化,這個原理也叫“負載調製”。

Pump express正是利用了VBUS上的電流的變化來不斷調整恆流階段的充電電壓的。

原理如下:

恆流充電時,送往電池的電流不斷減少,輔助繞組Naux電壓和電流也產生變動,Naux的輸出電流送給了Vsense引腳,Vsense電路會計算電流的變化,通過調節開關管Q1的導通時間來調節初級繞組Npri電壓,使之變大,這樣次級繞組Nsec的輸出電壓也提高了,根據公式P=UI,輸往手機Charger IC的功率就增大了;保證了當電池的電壓接近4.2V時,不斷的執行從P=UI(5V*很小電流)到P=UI(大於5V的電壓*很小電流)的調整,實現了對電池的快速充電目的。

Note: Pump express plus的最大輸出電壓是12V

1.2 URLs
[電源]聯發科mtk-pe+快速充電誘導成功(MediaTek Pump Express plus)
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1740978

2 PE 3.0-Based on USB PD VDM
http://blog.sina.com.cn/s/blog_63f7b4540102wbhx.html

Figure 2-1 PE 3.0 Direct Charge

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章