为最快的电池充电找到最大的适配器功率

当我们插入智能手机充电时，我们希望它尽可能快速、安全地充电。

智能手机（或其他移动设备）电缆插入的集成电路 (IC) 通常是电池充电器 IC，如图 2 所示。该 IC 为手机供电并为电池充电，以便它可以为系统供电没有适配器。

图 2：墙上适配器和电池充电器 IC

如果我们像我一样，当我们迫切需要为手机充电时，我们可以选择任何可用的 USB 电源和/或随机电缆为电池充电。如果我们使用的是功率较低的壁式适配器（电源）或质量较低的电缆，大多数充电器会降低充电电流，以防止输入电源电流超过预设最大值或电源电压低于预设电压。

然而，这些预设电压和电流限制可能不是 USB 电源/电缆组合的最佳电压，因此电源不会提供最大可能的输出功率。电源提供给电池充电器 IC 的功率越多，电池充电的速度就越快，这一点不足为奇。理想情况下，如果我们使用任意的、可能不符合 USB 标准或第三方的适配器和电缆组合，充电器具有一种算法来寻找电源的最大功率。

充电器的预设最大电流因电源类型而异。从传统 USB 电源充电时，许多充电器 IC 使用 USB 数据线（D+、D-）来检测 USB 电源的类型（标准下行端口 [SDP] 或充电器下行端口 [CDP]）及其相应的最大电流能力– 至少在枚举 USB 主机之前，可以提供有关源真实电流能力的更多信息。

如果 IC 未检测到 USB 源，则该源可能是具有最大电流能力的专有适配器。没有通信功能的标准“壁疣”适配器（专用充电端口 [DCP] 适配器）可以具有广泛的电流能力。充电器的输入电流反馈回路 (IINDPM) 使用检测到的电流能力来防止充电器拉动更多的输入电流。

虽然传统台式机/笔记本电脑 USB 端口仅提供具有已知容差的 5V 电压，但较新的 USB 端口和带有 USB 兼容电缆的适配器可提供更高的电压，并具有不同的容差。如果电源或适配器无法提供其额定电流，或者如果我们使用第三方适配器或从电源到智能手机的高电阻（低成本或超长）电源线，则充电器 IC 的输入电压和可用功率下降。在这种情况下，充电器防止适配器崩溃和/或振荡进入/退出充电的第二道防线是其输入电压反馈回路 (VINDPM)，它进一步降低了充电器的输入电流以防止输入电压低于固定阈值.

依靠最初检测到的电流设置和当前电压阈值来从电源和电缆组合获得最大功率很少会导致充电器从电源提取最佳功率。输入电流优化器 (ICO) 电路可智能识别并重置充电器可从电源和电缆组合拉出的最大或最佳电流 (I OPT )，以在不损坏电源的情况下实现尽可能快的充电时间。

图 3 说明了 ICO 算法的基本操作。充电器拉动增加的电流，直到适配器电压降至 VINDPM 设置。然后充电器将输入电流退一步，将 IINDPM 阈值设置为 I OPT。

图 3：ICO 算法说明

表 1 显示了具有不同额定电流的两种不同适配器通过两条不同的 USB 电缆为 bq25890 供电。1 号电缆是一种低电阻的优质电缆。2 号电缆是一种低成本的超长电缆，具有更高的电阻。

表 1：ICO 实验结果

电缆 No.1 是推荐的高质量电缆。2 号电缆更长，因此电阻更大。ICO 电路在使用 1 号电缆供电时检测两个适配器的真实能力。1. 由于适配器的输出功率容限，检测到的电流略高。使用电缆编号降低了电流输送能力。2，但ICO电路仍然检测到它。因此，带有 ICO 的充电器提供了市场上最好的解决方案，可以通过任意选择的电缆优化适配器电源的利用率。

当我们手机的电池处于红色状态时，我们都会选择第一个可用的适配器电源和电缆为它们充电。带有 ICO 电路的充电器（如 bq25890 系列中的充电器）可以找到大多数适配器/电缆组合的最大输出功率能力，以实现最快的电池充电，而不会出现适配器过载。