多电池USB-PD+QC2/QC3移动电源方案

　　自从支持USB Power Delivery 3.0(USB-PD 3.0)规范的USB Type-C连接器发布以来，这种小型可反插的连接器成功地将大电量充放电和高速的数据传输实现了融合，并迅速地在手机、平板电脑、笔记本电脑等移动电子设备中得到了普及。

　　如今，许多手机和笔记本电脑的快充功率已经可以达到40W甚至更高，但与此同时，快充也对电池的使用寿命带来了不可逆的影响，在充电过程中产生的大电流将导致额外的电阻功率损耗和电池发热，而典型的电池组结构也往往无法提供所需的能量，没法让快充真正“快”起来。

　　针对这些问题，瑞萨电子通过优化结构设计推出了一款“多电池USB-PD + QC2&QC3移动电源”方案。该方案可支持高达21V的PPS(可编程电源)和3A的USB Power Delivery 3.0，并完全支持DRP(双角色端口)。

　　系统框图

　　配置介绍

　　这款方案的控制系统由R9A02G011 USB-PD控制器及集成处理器所组成。其中R9A02G011是一款基于USB PD 3.0协议和USB Type-C电缆和连接器规范修订版2.0的USB供电控制器。它采用了瑞萨的低功耗技术，并可提供两种封装形式：一种易于实现，另一种能够节省空间，可方便开发者根据实际情况进行选择。

　　本套系统采用了一款用于USB接口的Rapid Charge副边控制器iW636，适用于智能手机、平板电脑和其他便携式设备的快速充电。iW636支持Qualcomm Quick Charge 3.0技术和副边到原边通信协议，它的内部集成了一个光耦合器驱动器，可与AC/DC数字控制器配合使用实现高达90%的效率。同时它还采用了SmartDefender技术，可帮助解决电缆和连接器的软短路问题。

　　在电池监测和控制中，该方案选用了RAJ240047电池管理IC，本产品具有多种低功耗模式，可在超低功耗的状态中运行并实现高性能。同时它还集成了多种电池管理保护功能，包括电池电压/电流/温度测量、剩余容量估计、过流/电压/温度保护等。

　　此外，在无线连接端，本套方案选用了DA14531 SmartBond TINY模块，它基于世界上最小、功耗最低的蓝牙5.1片上系统(SoC)，带有集成天线和易于使用的软件，可大大降低开发难度并且实现了独立于操作系统的移动电源监控、控制和追踪。

　　当前，快充是解决移动电子产品续航能力问题的一个有效方法，对于与快充相关电池和电池管理技术的革新也势在必行。本款方案凭借创新性的多电池组的结构，以及性能优异的产品组件，将有助于设计人员在快充技术的开发和应用中更进一步。

　　原文标题：快充为何“快”不起来?

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　　审核编辑：汤梓红