【TI新方案】主流移动电源方案介绍

“聚优·灵活”智能充电方案· 首选器件搭档

   BQ25895具有 MaxCharge 支持的 I2C 控制 4.5A 单节 NVDC 电源路径管理

       移动电源是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，亦跟电子产品一样，一路走来也是经历了各种各样的发展，而整个移动电源最核心的充放电芯片每天都在升级换代进化，优胜略汰。随着移动设备的各种功能都趋向于大屏幕显示，但是又轻薄，消耗很大的功耗，长时间在外，设备电池容量不够，传统的5V USB适配器由于有限的输出能力，已经不能够满足现今的快速充放电需求了，各种快速充电方案也随着市场推陈出新。

       我们知道，USB2.0最高能够提供500mA输出电流，USB3.0能够提供至900mA,在电池充电标准BC1.2下一个USB DCP（dedicatedcharging port）输出能够达到1.5A，现在的TYPE-C接口提供高至3A的电流输出。BQ25895充电芯片一经推出，不仅更安全，更能有效提升充电转化率、稳定放电电压，并拥有高精度的ADC检测器件。全面优化充放电效率，更好充、更耐用。

      作为设计移动电源/电源管理设计的工程师，需要考虑的有很多，比如输入，输出，充放电时间和管理，功耗，温度，安全，寿命等。

      接下来，列举几款现如今移动电源主流充电IC方案BQ25895、IP5306、MPS2636。

TI（德州仪器）方案

      TI的 BQ25895是一款适用于锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型 5A 开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件。采用TI的MaxChargeTM 技术，该器件支持高输入电压快速充电。其低阻抗电源路径对开关模式运行效率进行了优化、缩短了电池充电时间并延长了放电阶段的电池使用寿命。具有充电和系统设置的I2C串行接口使得此器件成为一个真正的灵活解决方案。BQ25895方案 已应用到诸多品牌的移动智能充电方案中成为首选搭档，如乐视、小米、华为、魅族等品牌。

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>TI方案特点

• 整合了丰富的功能，极大的简化了设计难度，外围所需器件很少。所有的mosfet和检流电阻，都是芯片内置，省去了工程师朋友们选择外围器件的烦恼，尤其是当这些都是功率器件，涉及到复杂的温度特性，BQ25895让大家方便轻松的设计电路图，选型和布线。High side FET 内阻27mOhm, Low side FET16mOhm，都是市场上损耗最低的。
• 高效的5A,1.5MHz频率开关模式降压充电，2A充电效率高达93%，3A充电效率高达91%，非常宽的输入电压范围，从3.9V到14V输入最高耐压22V，兼容市面上大部分可变电压（HVDCP）适配器。
• 具备输入电流限制功能，从100mA到3.25A都可设置，且可以50mA一个步进，非常精确,从而来支持USB2.0，USB3.0标准以及更高电压的适配器,且该芯片且自动检测USB SDP，CDP,DCP和非标输入适配器，客户可以更加灵活的配置适配器。
• BQ25895通过升压模式，频率可选（500KHZto 1.5MHZ），通过PMID pin脚可以从电池供电给移动设备供电，电压电压设置可调4.5到5.5V,每一步进64mV，提供更精确控制，快充模式下输出高达3.1A放电电流。实测输出5V1A效率高达93%，规格书上有详细的测试曲线图表。
• 给电池充电时，内置电流检测MOSFET(11mohm BATFET),从而避免了需要外置电流检测器件的麻烦；同时充电电压为3.84V-4.608V,精确到16mV一步进，适合不同的电池。
• 通过I2C接口可编程充电电流0A-5A，64mA一步进，可快速和精确充电。且有IR补偿，高电流充电时，电路上的PCB trace，连接头，电池包里的mosfet和sense resistor均会导致压降，从而导致过早的从恒流模式进入到恒压模式和增加了充电时间，该IC可设置IR补偿这个压降。
• 内置集成7bit ADC来检测和控制各路电压，温度，电流,输入（输出）过电压（流）保护。尤其是电池温度，一旦超过会自动关闭，安全可靠。内置的BATFET支持多种模式：运输模式，唤醒模式以及系统重启。运输模式下电池低至12uA的漏电流。
• 该芯片集成了I2C接口，MCU可以通过I2C接口灵活的设置系统参数和配置寄存器；比如可以自行配置修改充放电参数（电压，电流，时间等）和曲线，设定内置的充电安全定时器，选择电池状态检测器运行模式，也可通过I2C接口来报告充电状态等丰富功能，具体请参考该IC的datasheet，里面有详尽说明介绍。
  

>相关终端应用

• 商用 DC-DC
• 电源：电池管理
• 移动电源解决方案
• 音频子系统：无线（蓝牙）扬声器
  

>TI方案图

>同类对比方案一

Injoinic(英集芯）方案

英集芯的IP5306 是一款集成升压转换器、 锂电池充电管理、电池电量指示的多功能电源管理 SOC，为移动电源提供完整的电源解决方案。IP5306 的高集成度与丰富功能，使其在应用时仅需极少的外围器件，并有效减小整体方案的尺寸，降低 BOM 成本。IP5306 只需一个电感实现降压与升压功能。可以支持低成本电感和电容。

Injoinic方案特点

• 该芯片为2.1A 750KHZ开关模式降压充电，充电效率达到91%。电压输入范围为4.65V-5.5V,VIN输入电流典型值为1.8A。High side FET 内阻35mOhm, Lowside FET 30mOhm。内置 IC 温度和输入电压智能调节充电电流。输入过压、过充、过放、过流放电保护。
• IP5036通过升压模式下给移动设备供电，升压模式频率500KHZ,电流可达2.4A。升压效率高达92%，输出过流、过压、短路保护，规格书没有列出详细测试曲线图表
• 电流检测功能并未定义，没有BATFET检测电阻。
• 支持 4.20/4.30/4.35/4.40V 电池类型，需要选择电芯定制型号，相应的为IP5306 4.2V,IP5306_4.30V,IP5306_4.35V,IP5306_4.40V。
• 充放电时支持 4,3,2,1颗 LED 电量显示灯显模式，区分充放电状态。含有丰富的功能，按键开机功能，内置了照明灯驱动，自动检测手机插入与拔出。
• 可智能识别负载，自动进入待机模式，待机静态电路小于100uA。
  

Injoinic方案图

>同类对比方案二

MPS（芯源系统）方案

美国芯源系统有限公司的MP2636是 是一款适用于锂离子电池和锂聚合物电池的高度集成型 3A 开关模式电池充电管理和系统电源路径管理器件。适用于各种便携式移动设备充电应用。该期间能工作在充电模式和升压模式，进行系统电源和电池电源管理，并且能够达到很好的EMI/EMC性能。

MPS方案特点

• MPS2636芯片工作在600KHZ的开关降压模式下，可高达3A的充电电流。工作电压输入范围为4.5V到6V,输入最高耐压16V。内置的High side FET 内阻25mOhm, Low side FET 20mOhm.
• 具备输入电流限制功能，通过外部附加电阻来设定。
• MPS2636可通过升压模式，开关频率为600KHZ，对外部移动设备进行充电，电流可为达3A。充电电压为4.2V到6V，可通过外部分压电阻设定。实测5V1A效率为93%左右，规格书上有测试数据曲线。
• 给电池充电时，外置的精密电阻（20mohm左右）可用来检测电流，最大充电电流可设置，0.5A一个步进。同时充电电压可设置为不同的电压，适合不同的电芯。分别为： 4.2V，4.3V 或者 4.35V，通过连接不同电压到芯片VB pin来设置。连接到GND为4.2V;连接到逻辑高电平为4.3V;悬空则为4.35V。且有充电状态pins来指示充电状态，可接LED，通过外加电容与内置定时器限制充电时间。
• 集成了各种保护，比如输入输出和电池过电压，过电流，以及短路保护，且有热敏电阻检测电池温度，当温度过高时，停止给电池充电。
• MPS2636在休眠模式下，漏电流为40uA，降低系统待机功耗。
  

MPS方案图

最后，我们用表格来总结三家方案的特性，更加一目了然：

随着市场的快速发展变化，移动电源芯片方案需要支持更大功率，更高效率（节能），更加智能精确的控制，并且安全可靠。从以上产品对比结果我们可以明显看到，TI的BQ25895性能在同类产品中表现非常有优势，满足了当下产品的特性需求。