一、充电电路大致有5种方式
1、PMOS+二极管,MTK和展讯平台采用这种方式。PMOS控制充电的开关和充电电流的大小,二极管防止电池通过PMOS的内部寄生二极管倒灌电流。不过一般充电状态下PMOS的S端的电压应该都比较高,即使没有二极管也不会产生电流倒灌。但是在不充电的情况下,如果没有二极管的话,电池会通过PMOS内部寄生二极管正向导通影响VUSB。
2、PMOS+ PMOS,两个D端短接。TI和早期的MTK平台采用这种方式。Q3的S端接外部直流电源或者接USB,Q4的S端接电池。这种接法其实是第一种接法的改进方式,因为采用第一种方式充电的时候二极管会有一个0.5V左右的压降,对于有些通过USB接口充电的情况,可能本来就只有4.7V的电压,被二极管降了0.5V,再其他地方降个0.2V,那最后电池只能充到4.7-0.5-0.2=4.0V,不能达到4.2V的满电了。而采用PMOS管就解决了这个问题,PMOS管的导通电阻非常小,压降可以忽略,而且也自带了寄生二极管防止电池的电压反向倒灌,并且可以控制开关。
3、PMOS+PMOS,两个S端短接。在我的新项目中DA9030就是采用这种充电方式。我不知道这种和第二种方式有什么区别。还望高手指教。DA9030的datasheet中解释说:The use of a single FET, although possible, is not recommended as the parasitic diode present within the FET may allow reverse conduction, discharging the battery。我翻译为:使用一个三极管虽然也可以,但并不是推荐的,因为它内部附带的寄生二极管可能会反向导通,释放电池能量。
4、PNP管+PMOS,Qualcomm平台都是采用这种方式。其充电电路图如下:
图中有几个值得注意的地方,1.0uF的电容用于电源滤波,10K的下拉电阻用于检测外部电源是否接入。PNP管用于控制充电的开关和充电电流的大小,0.1ohm,0.25W的电阻用于检测充电电流的大小,然后反馈给控制电路控制PNP管调节充电电流。为什么要用0.25W?根据P=I2R可以算出I=1.58A,所以充电电流不能超过1.58A,否则这个电阻就烧毁了。PMOS有两个作用,一个作用是充电时,PMOS导通,电流从S流向D,直流电源给电池充电。另一个作用是手机正常工作时,PMOS导通,电流从D流向S,电池给手机系统供电。看到着,似乎这个PMOS可有可无,我就猜想厂家的意图了,一开始我以为是为了在不接电池的情况下,只接充电器手机就能开机。可是我试了一下,只接充电器的情况下手机一直只是处于开机状态,并不能正常开机。还望高手指教这个PMOS管如此接法的深刻含义。
5、NOKIA的手机充电电路集成在IC里面,不知道是采用什么方式。MOTO采用的是第二种方式,只不过控制信号更复杂些。
二、注意事项
1、为什么用PMOS而不用NMOS?
PMOS是UGS低于开启电压UT就导通,即LOW有效,而NMOS是HIGH有效,手机电路中不管S端接的是电池还是外部直流电源,都是3V以上。如果用NMOS,那么控制端G就必须是3V+导通电压,这当然是不容易做到的。而PMOS的控制端G只要3V-导通电压,这显然是比较方便的。所以这是关键,其他的什么哪个比哪个贵,什么性能哪个好,那些都是没有意义的。但是MOS管比三极管的好处是MOS管是电压驱动,本身不消耗多少电流,而三极管是电流驱动。
2、每个平台都有自己的参考电路,用哪种型号的三极管在datasheet都有说明,这个是不能随便更换的,这里关系到了驱动的设置问题,因为充电电流的大小是靠软件对芯片的寄存器做相应的设置来控制的,某个寄存器的一个值对应一个电流的大小,看过驱动资料你就会知道了,而这个电流值是芯片厂商在他所指定的三极管的硬件条件下所测得的,但是每种型号三极管的特性曲线是不一样的,所以你更改了三极管型号的最后结果是充电电流并不受你控制。
以上是我这几天的心得体会,如有错误之处,期盼您的批评指正。
你提到的高通的充电电路里面的PMOS管,因为高通的平台里面充电分为:涓流充电,恒流、恒压充电,在涓流充电的时候PMOS是断开的,手机通过另一条路径给电池充电,电流较小,因为电池电压低(小于3V)的时候不适合大电流充电。