充电器实现快充的原理

在前面的几篇文章详细介绍了支持MPPT功能的太阳能锂电池充电电路和锂电池的三段式充电，最终使用上海如韵电子的CN3791降压芯片设计了锂电池充电电路。 然后介绍了BOOST升压拓扑原理，并且采用了TI的TPS61088解决方案，将锂电池的低电压升至能够满足多快充协议的手机充电电压。

其实到这里我们的充电器已经可以使用了，但是项目如果只是止步于此，当你在使用时就会发现，为什么我们的升压电路最高能够达到12.6V，电流也能够满足需求，为什么给手机充电时依然非常慢。 这里我们就需要明确一点（一个供电系统中工作电流由负载决定，最大提供电流由电源决定），也就是说我们制作的充电器在充电时能够满足手机的快充需求，但是此时手机并不知道充电器能够支持多大的充电功率，为了保险起见，手机只会使用默认的充电电流从充电器中取电，有些手机可能使用的只是5V1A只有5W功率 ，这时充电速度会非常慢的。

所以我们要做的就是让充电器和手机彼此之间知道对方支持那些快充协议，在充电时动态调整充电电压和电流。

这里就不过多的介绍现存的快充协议，相信这样的文章在各大论坛都能够找到，我就不搬砖了。 主要来介绍充电器实现快充的原理。

根据公式P=UI，可以知道实现手机快充有几种不同的方式：

保持电流不变电压增大

充电电流不变电压增大

电流电压都增大

上图为升压电路中的部分截图，其中电阻R5,R6为输出电源反馈电阻，通过改变R5和R6的电阻值，就可以根据需求在芯片允许的输出范围内任意调整输出电压。

所以要做的是让充电器知道手机能够支持那种充电协议，然后通过控制电路对反馈回路进行调制，进而改变输出电压实现快充功能。

在协议识别方面使用了IP2161快充协议芯片，这款协议芯片支持多种快充协议，包括高通QC3.0/2.0、华为FCP、三星AFC、展讯SFCP、苹果2.4A和BC1.2协议等。 可以满足市面上常见的手机。

IP2161实时监测USB接口中DP和DM引脚电压，当检测到接入USB端口的待充设备为非快充设备类型时，通过改变DP，DM两个引脚的电压来握手不同的设备。 当检测到接入USB端口的待充设备为快充设备类型时，能自动识别快充类型并对协议请求进行解析和响应从而完成与待充电设备的握手过程，然后按照协议请求通过FB引脚SOURCE或SINK电流，调整反馈环路的反馈电压，从而调节快充电压，实际的充电环路和充电电流则由充电器和接入的USB端口设备决定。

IP2161可通过SEL引脚来设置电路的最高输出电圧，在设计过程中可通过上表进行设置。