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科普-充電器是怎麼給手機充電的?

現代手機基本都是內置電池管理晶片,負責電池的充電、保護、測量等工作。那對於充電電源來講,要求就會比較低,一般我們手機原配的充電器,就是一個緊湊型的小型開關電源。


這是一個典型的開關電源電路,用來吧220V的市電高效率的變換成我們需要的低電壓。輸出電壓一般為5-5.5V之間,輸出電流為0.5A-3A不等。當然支援最新的快充規範的會有更多輸出電壓檔,這個我們後面講。

然而手機裡面的可充鋰聚合物電池的標稱電壓是3.7V,放電範圍一般是3.2-4.2V,外置電源不能直接的接入電池進行充電,這會導致電池電流過大,而且超電壓,從而損壞鋰電池。


就算電壓降低到合適電池的電壓,鋰電池也不能用這種恒壓充電方式,畢竟鋰電池比較嬌貴,為了控制發熱,延長壽命,增加安全性,現在大多數種類的電池都採用更安全的恒流充電方式。


採用恒流充電方式可以很好的控制熱量,電池會更安全也更可靠。

這部分的功能是手機內置的電池管理晶片來完成的,因為電壓電流的轉換不可能完美,尤其是在大電流充電的手機上,會明顯的感覺到手機會發熱,這是必然的。因為畢竟有損耗,損耗就算有熱量產生。轉換效率只能無限的接近100%而不可能達到。

說到不同品牌的手機,還有個東西不得不說,這就是識別電路。

這部分的東西,是直接連接在充電器的USB輸出介面附近的,用於手機識別充電器是否符合要求。


這是蘋果手機的典型識別電路,用的是電阻方式,通過檢測D+ D-腳上面的電壓值來決定設備處於何種充電電流下,決定設備能不能充電。

如果沒有這個電路,設備只會工作在最低限度下。三星等一票安卓手機也是類似,只是方案更簡單粗暴一些,D+ D-直接相連就可以了。兩種方案其實兩邊都能相容,但是混插的結果,就是只能小電流充電,按照以前的實際測試經驗看,大概也就100-200mA之間的樣子,不能大電流充電。

題外話,相同充電電流下,感覺發熱高的手機實際上可能散熱設計更好一些,因為在差不多發熱的情況下,導熱快才能保證核心溫度更低。所以不用太糾結充電發熱了,散熱設計合理的情況下,發熱大充的快,發熱小充的慢,基本是普適的。

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