手机充电系统设计中的挑战及其解决方案

兼容诺基亚适配器的手机充电系统面临的问题及应对措施

根据市场研究机构Gartner在今年的调查数据显示，诺基亚在全球的市场占有率为34.2%，仍是手机中第一大巨头，而且在某些新兴市场国家诺基亚的市场占有率更高，比如IDC的调查数据显示诺基亚2009年底在印度的市场占有率高达54%。由于诺基亚手机的普遍性，诺基亚适配器也是唾手可得，所以可兼容Nokia适配器的充电系统是设计人员需要考虑的。

图4：诺基亚适配器AC-3C的输出特性曲线。

但在标准的诺基亚适配器中，有很大一部分适配器的输出电压是高于7V的，图3是诺基亚适配器AC-3C的输出特性曲线，从图中可以看出， AC-3C的输出电压在空载时为7.5V，而有的诺基亚充电器的输出电压会高达8～9V。为了适应诺基亚适配器，曾有如图5所示的用高压LDO设计的手机充电系统方案：

图5：针对诺基亚适配器的手机充电系统方案。

但这个方案会有一些问题，首先高压LDO由于工艺尺寸较大(为了承受高输入电压)，导通电阻RDS(ON)会比较大，诺基亚适配器的输出电压会随输出电流增大而逐渐降低，充电电流越大，输出电压越低，过大的LDO导通电阻会使电压进一步降低，而LDO后面的充电模块也有一定的导通压降，这样就可能会有加到电池上的电压太低而使电池充不满的情况。另外LDO多采用SOT23-5L的封装形式，高输入电压充电时在LDO内部的功耗比较大，散热会存在问题。没有OVP保护功能、整个方案的占板面积大、成本高也都是这个方案的缺点，所以一个适用于诺基亚适配器的单芯片手机充电系统方案是设计人员迫切需要的。

图6：适用于诺基亚适配器的单芯片手机充电系统方案。

而上海艾为推出的降压OVP——AW3208是专门针对诺基亚适配器推出的一款OVP芯片。AW3208的OVP电压高达10.5V，对于输出电压在8～9V的诺基亚适配器，AW3208工作在降压的LDO模式，输出给手机平台充电模块的电压为5.25V(CHRIN电压)，保证手机平台的充电模块可以正常充电，而对于输出电压在5～6V的适配器，AW3208的输出模式为直通模式，尽可能的减小导通压降，即使使用输出电压比较低的适配器，也确保能把电池充满。

对于输出电压比较高的适配器，工作在LDO模式的AW3208充电时内部功耗会比较大，除了具备过温保护功能和过流限流功能外，AW3208还集成了创新的K-Charge技术，充电时会持续监测芯片的结温，芯片结温升高到一定值后若继续升高，则芯片会减小输出电流以限定芯片内部功耗，尽量避免芯片结温继续升高至进入反复的过热保护状态，从而解决不能充电或充电时间过长的问题。

另外基于安全性和可靠性的考虑，AW3208具备AW3206具备的其他所有功能和特点。