移動(dòng)設(shè)備智能化以后，能力越來(lái)越高，使用越來(lái)越頻繁，耗電量大增，為保持其足夠的使用時(shí)間，電池容量不斷加大，加快充電速度就變成了自然的要求，而這唯有通過(guò)加大充電電流才能實(shí)現(xiàn)。

由于充電接口都匯總到USB接口上了，現(xiàn)在的智能設(shè)備中由充電電路提供給電池的電流都來(lái)自于USB端口。傳統(tǒng)的USB標(biāo)準(zhǔn)接口要實(shí)現(xiàn)快充并不容易，5V電壓，實(shí)現(xiàn)設(shè)備枚舉以后的最大電流為500mA，算下來(lái)也就是2.5W的功率。USB 3.0規(guī)范將電流數(shù)據(jù)提高到了900mA，傳輸?shù)墓β室簿褪?.5W，仍然很小。專門用于充電的USB設(shè)備容許充電電流高達(dá)1.5A（7.5W），但是它們沒(méi)有通訊的能力，這是USB-IF制訂的BC1.2規(guī)范確定的。

可不可以在普通的USB接口上直接通過(guò)更大的電流呢？這個(gè)問(wèn)題看起來(lái)簡(jiǎn)單，實(shí)際上行不通。如果設(shè)備吸入了超過(guò)規(guī)范規(guī)定的電流，它在實(shí)施USB設(shè)備認(rèn)證時(shí)就通不過(guò)，不能實(shí)際上市銷售。接口電纜、連接器都存在電阻，較大的電流通過(guò)時(shí)會(huì)形成電壓降，而USB規(guī)范對(duì)到達(dá)接收端的電壓范圍是有規(guī)定的，任意增大的電流形成的電壓降會(huì)使到達(dá)接收端的電壓不在容許范圍內(nèi)，而這又不能通過(guò)提高供電端的電壓來(lái)解決，因?yàn)樗脖仨氃谝?guī)范所定義的范圍內(nèi)。即使你全不考慮規(guī)范的符合問(wèn)題，電流增大以后所形成的熱問(wèn)題也可能帶來(lái)安全隱患，最后可能讓你傾家蕩產(chǎn)也賠不起。

智能手機(jī)方案的設(shè)計(jì)者解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是提高電壓，電流還是維持在原來(lái)的數(shù)據(jù)上，但功率卻是自然地提高了，這就有了高通的QC(Quick Charge)和聯(lián)發(fā)科的PE(Pump Express)。高電壓進(jìn)入手機(jī)以后，必須以極高的效率轉(zhuǎn)換為低電壓才能為電池所用，這就是Buck架構(gòu)充電IC發(fā)揮作用的時(shí)候了：

Buck加快充電速度的方法依靠的就是它的電流放大作用，而高電壓則不會(huì)出現(xiàn)在電池上，避免了安全問(wèn)題，效率還很高，熱問(wèn)題也比較小，唯一的壞處就是元件數(shù)量要比線性充電方式的多。

如果可以對(duì)USB接口所涉及到的電纜、連接器都做出改變，充電器也能修改成可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整其輸出電壓和電流限制的樣式，我們也可以用大電流對(duì)手機(jī)進(jìn)行直接的充電，這時(shí)候就連Buck這一轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)也可以省略掉而變成直接對(duì)電池充電了，這也就是現(xiàn)在流行的直充，其在手機(jī)中的電路架構(gòu)是下圖所示的樣子：

如上圖，通過(guò)在Buck之外另外添加了一個(gè)開(kāi)關(guān)通道，開(kāi)關(guān)接通以后，電池和Vin就直接連接起來(lái)了。假如這條通道的電阻為0，上面就不會(huì)有壓差存在，因而也不存在消耗，來(lái)自電源的電能能夠全部進(jìn)入電池，多余的發(fā)熱是一點(diǎn)也不會(huì)有的，對(duì)改善充電效果有很大的幫助。

很顯然，這樣的充電系統(tǒng)要求受電設(shè)備與供電設(shè)備之間具有通訊能力，這樣它們才能交流相互之間的狀況，讓供電設(shè)備能夠自動(dòng)根據(jù)需要提供合適的電壓和電流限制，而這一切在USB Type-C接口及其上運(yùn)行的PD協(xié)議上就得到了實(shí)現(xiàn)。

一個(gè)開(kāi)關(guān)絕對(duì)是最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但其實(shí)現(xiàn)其實(shí)并不簡(jiǎn)單，萬(wàn)一失控了怎么辦？它必須能在任何情況下都能確保其負(fù)載即電池的安全。

如上圖所示，RT9750是立锜根據(jù)直充應(yīng)用的需要為市場(chǎng)提供的電子開(kāi)關(guān)，它可以通過(guò)最大6A的電流為電池充電。拋開(kāi)那些實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接的電路部分不看，剩下的電路極其簡(jiǎn)化，但I(xiàn)C內(nèi)部卻很復(fù)雜，下面是它的內(nèi)部框圖：

實(shí)現(xiàn)輸入VBUS和輸出VOUT連接的是兩個(gè)MOSFET開(kāi)關(guān)，它們的背對(duì)背連接可以避免關(guān)斷時(shí)不希望出現(xiàn)的電流流動(dòng)。這兩只開(kāi)關(guān)上面的部分是電源獲取電路，它們可以在VBUS、VOUT中任何一個(gè)端子有電時(shí)獲取芯片工作所需要的電源?？驁D的下部是多個(gè)取樣電路，它們把電路各處的信號(hào)取樣以后送入12位的A/D轉(zhuǎn)換器，以便讓核心部分能隨時(shí)知道各處的狀況，一旦有問(wèn)題，核心控制部分就會(huì)啟動(dòng)保護(hù)電路實(shí)施保護(hù)動(dòng)作，確保充電安全。

當(dāng)我們的心中只有電池管理的時(shí)候，常常會(huì)忽略了接口部分的安全，但有的問(wèn)題就會(huì)在接口上發(fā)生。

電源接口常常出現(xiàn)的是瞬態(tài)電流帶來(lái)的高電壓，在示波器上看就是一段時(shí)間內(nèi)的振蕩著的電壓波形，幅度卻特別高，因此，實(shí)際中的充電IC都必須對(duì)此進(jìn)行防護(hù)，需要具備足夠高的耐壓能力，RT9750的VBUS和VOUT端都可以承受22V的電壓而不會(huì)損壞。

當(dāng)USB接口上出現(xiàn)短路狀況的時(shí)候，來(lái)自供電端的電流到了受電端接口以后就返回去了，受電端內(nèi)部完全看不到，如果雙方之間沒(méi)有交流電流信息，這一問(wèn)題是很難被發(fā)現(xiàn)的。這樣的問(wèn)題很容易造成連接端口發(fā)熱、碳化甚至是燃燒，而RT9750在設(shè)計(jì)上就特別考慮到了這個(gè)問(wèn)題，用戶可以使用它的溫度測(cè)量功能對(duì)端口的這類問(wèn)題進(jìn)行防范，這樣的設(shè)計(jì)與單純只是看電池溫度的設(shè)計(jì)是不一樣的。

常常與RT9750一起出現(xiàn)在應(yīng)用中的產(chǎn)品是RT9466，一款性能強(qiáng)大的Buck架構(gòu)充電IC，輸出電流能力為5A，具有電源路徑管理能力，可在任何情況下保障系統(tǒng)可以處于工作狀態(tài)（只要有電就行）。其輸入電壓范圍為4V-14V，最高可以承受22V高電壓沖擊而不會(huì)損壞，支持聯(lián)發(fā)科的PE快充標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)可以讓它工作在Boost模式以支持USB OTG設(shè)備應(yīng)用。下圖是RT9466的應(yīng)用電路圖：

為什么有了直充模式以后還要保留Buck模式呢？這個(gè)問(wèn)題其實(shí)非常簡(jiǎn)單，畢竟標(biāo)準(zhǔn)的USB接口是5V供電的，上面所說(shuō)的RT9750這樣的直通開(kāi)關(guān)并未加入電壓變換的功能，我們還需要Buck在這樣的情況下去完成充電功能，同時(shí)使用RT9466的設(shè)備還有支持聯(lián)發(fā)科PE標(biāo)準(zhǔn)的能力，而這樣的充電器在市場(chǎng)上是比比皆是，因而使用RT9466就可以為設(shè)備帶來(lái)普遍的適用性。