快充电路图与快充电路原理

快速充电方案包含两个部分，充电器部分和电源管理部分，电源管理部分的芯片置于移动智能终端内，有独立的电源管理芯片，也有的直接集成在手机套片中，电源管理芯片对锂电池的整个充电过程实施管理和监控，包含了复杂的处理算法，锂电池充电包括几个阶段：预充阶段、恒流充电阶段，恒压充电阶段、涓流充电阶段，充电管理芯片根据锂电池充电过程的各个阶段的电器特性，向充电器发出指令，通知充电器改变充电电压和电流，而充电器接收到来自充电管理系统的需求，实时调整充电器的输出参数，配合充电管理系统实现快速充电。

以下是快充电路核心原理及关键模块的详细说明（因完整电路图涉及具体方案和协议，此处描述通用结构和核心部件）：

一、核心原理

快充的本质是*提升充电功率（P = V I）**，通过两种方式实现：

高压小电流（如QC、PD）：提升电压（9V/12V/20V），降低线损（如手机内部再降压至4.2V）。
低压大电流（如VOOC/SUPERVOOC）：保持低电压（5V），通过改进充电器、线材和电池接口，直接增大电流（最高达10A以上）。

二、关键电路模块

1. 协议握手模块

功能：充电器与设备通信，协商支持的快充协议（PD/QC/FCP等）及电压/电流档位。
核心芯片：协议识别IC（如TI、PI、Weltrend的专用芯片）。
通信方式：
- USB D+/D-信号线（QC2.0/3.0）。
- USB-C的CC线（PD协议）。
- 私有协议（如VOOC通过定制线材内的识别芯片）。

2. 功率转换模块

AC-DC转换：整流桥 + 高频开关电路（PWM控制），将交流电转为高压直流（例：220V AC → 12V DC）。
- 关键元件：MOSFET、PWM控制器、高频变压器。
DC-DC二次降压（针对高压方案）：
- 拓扑结构：同步降压（Buck）或电荷泵（Charge Pump）。
- 作用：将高压直流（如20V）转为电池所需低压（4.2V），效率＞95%。
- 芯片示例：TI的BQ系列电源管理IC，高通SMB系列。

3. 电流/电压实时监控模块

功能：持续检测电池端电压/电流，动态调整输出参数。
实现：精密电流采样电阻 + ADC（模数转换器）+ 反馈回路控制。
作用：当电压接近满电时切换恒压模式，防过充。

4. 多重保护机制

过压保护（OVP）：输出电压超过阈值时立即切断。
过流保护（OCP）：防止电流超限引发过热。
过温保护（OTP）：温度传感器触发关断（NTC热敏电阻）。
短路保护（SCP）：输出短路时自动断电。

5. 低压大电流方案的专用设计

充电器侧：双路或三路电源并联（如SUPERVOOC 65W：10V 6.5A x 2）。
线材要求：加粗线芯（可过7A以上电流），内置协议芯片。
手机侧：多电池并联+多电极接口，降低单路电流负荷。

三、典型快充流程

设备插入充电器后发送协议查询信号（通过D+/D-或CC线）。
充电器回复支持协议列表 → 设备选定最高兼容快充档位（如PD 20V/3A）。
充电器提升输出电压（如5V→20V），开始恒流（CC）快速充电。
设备监控电池状态 → 电量＞80%时降压降流 → 充满截止。

四、用户注意事项

兼容性：确认充电器、线材、设备支持相同快充协议。
安全风险：劣质充电器无保护电路易引发爆燃（常见于无品牌产品）。
性能差异：GaN（氮化镓）充电器效率更高，体积更小。

附：简化的快充框架图（文字描述）

交流输入 → [整流滤波] → [AC-DC转换] → 高压直流电 → [协议通信]
                                                ↓
[输出控制] → [DC-DC降压电路] → [电压/电流监测] → USB接口 → 设备
   │            │                 
   └─[过压/过流保护]               
   └─[温度监控]