手机快速充电系统的设计

手机快速充电系统的设计

摘要手机现今已经占据了我们现在人的主要时间，在我们生活中也占据了极为重要的地位，当然手机的充电也成为了每个顾客必须配备的工具，随着微电子在当今社会的快速发展，各种产品不断出现在这里，智能手机的功能不能局限于此，人们可以安装自己的软件，如电影和电视，游戏，听书，办公室，社交，旅行等。这些应用，伴随着4G/5G网络和CPU的不断更新，GPU中处理器消耗的功率不仅仅是原创的，这是可以比较的，然后人们就不满意了，所以快充技术诞生了，而今天的快充技术已经快速发展起来，这也是这些人正在学习的一项技术，所以这个任务就是研究手机的快速充电技术。Keys：快速充电；电路切换；智能手机

第1章绪论如今的世界，手机不仅仅只是接打电话的工具，人们使它变得多样多功能，为我们人类提供了便利，从而改变了我们生活的方方面面，微电子的发展，便是按着便于携带和小型轻量的方面去发展的，而且人们为了更加高效的使用这些智能产品，从此快速充电电池也得以发展。在互联网的发展下，人们的需求量也大大提高了，所以小小的手机也被赋予了更多的功能，还可以根据个人的爱好以及需求去下载第三方的APP，比如消费，娱乐，金融，科技技术，软件设计，设备组装等等诸如此类的需求与4G/5G的共同作用下，现今的新技术(如功能越来越强大的CPU和GPU)大大提高了移动电话的功耗。第2章系统方案设计2.1系统流程概要

目前，快速充电模式适用于快速充电，目前有三种模式：高压直流模式，高压大电流模式和高压电流模式。它是一种高压恒流法，主要应用于从220V充电到实际负载电压的5V，最后将5V的负载电压降低到4.2V的电池电压。这种使用盲目提高电压的方法会导致充电器和手机的热量会产生过大的热量，散热将会跟不上产热，这种工人会对电池寿命产生重大影响。第二种类型的低电压是高电流模式，它在之前的基础上在一定的电压条件下增加了一些电流，并应用与门应用并联的电路。因此，在张力恒定的情况下，每个并联闭路的实际压力将相对较小且更自由。第三，高电流模式下的高电压，基本上电流和电压同时增加。这使其能够显著增加电量，但同时产生大量的热能，因此其实际能耗将显著。智能手机电池充电过程如图2.1所示图2.1智能手机的充电过程2.2快充原理快速充电的基本原理是电源适配器的极限电压应高于电池电压，它们之间的电压差可以产生充电电流以完成充电传输。按照我们所知道的基本公式，电流=电压×电流，p=UI，只要装上电池容量，电流就是充电速度的象征。目前，业界主要采用两种方法，即增加电压和电压固定和增加功率以减少充电时长。但是，在高压充电时，很容易在手机上引起我们都想解决的严重发烧在这种情况下，我们选择了当前的高设计在这个计划中，电源适配器上的STM3232微处理器用于通过UART系列与手机的CPU交换信息，以控制输出电压充电速率为1.5°C的电池允许用高功耗充电芯片BQ275412硬件设计硬件部分的设计包括电源适配器端和手机端两部分，系统框图如图2.2所示。

图2.2快速充电系统框图第3章

软件设计3.1控制流程在充电时，默认电压为5V，并且在移动电话上检测到充电的类型。如果找到DCP，手机会评估电池电压，考虑主电压为v(通常为3.4V~4.2V)，

图3.1手机快充流程图手机会通过gpio、Tx、Tx和tx串行端口连接到D+D终端、USB端口；此时，负载端子为d+；如果发送到移动电话的D+、d+、d接口高频信号被切断并使用UARTpin功能重新配置，然后与移动电话通信。如果通信成功，移动电话将各种数据(例如电池电压和电池电流)通过uart端口发送到充电站，然后充电站根据基本信息(例如电池电压)确定VBS端子的弯曲输出电压，并在成功调节输出电压后，t在直接充电期间，手机会在固定时间内与充电器通信，使其能够实时监控手机上的各种信息，并根据动态信息有效调节充电器的输出电压。3.2快充的通讯控制当充电和手机之间的详细通信协议通过高功率的手机以及充电器由此来提供较为详细的信息。在这期间，任何未获得字符或相应通讯时间的过程都被视为沟通错误。手机上低电压充电模式的基本交流流如图3.2所示图3.2切换为直流充电时的通信协议成功通讯设定后，将电池终端机的基本资讯传送至实时电源供应器，手机将在时间内与续时机联系，以自动调整充电压的输出，并确定电压的续电压状态在实时是否还在充电状态下在在通讯过程中，基本的电池资讯被传输至电池转换器与输出的电压转换器(p32)正被数位元内核融合到STS32，使电池电压有机数位元格斗测量器vbat_min<=Vbat<=vbat_max的时候，STM32便会对数字电位器进行配置让其输电压值为vbat_targ。输出电压的数值是由专业部件测量的。第四章USBPD的系统测试及验证(1)以USB_PD为基础的快速充电系统是使用一系列的核心讯息和封包传输表格开发的。文档的主要内容包括:1、T_pe-C接口概念和PD通信流程，用于分析系统层次结构，包括物理、协议级别、策略模块级别、设备管理级别。(2)详细说明了基于原始消息序列的USB_PD体系结构、通信机制。USB_PD快速控制系统是以硬体定义语言开发的，位于实体层级、通讯协定层级、原则模组和装置管理。系统的实体层分为资料接收模组和资料传输模组:资料封包需要4_/5_编码伫列、MC编码和CRC编码计算。数据接收模块需要CRC数据解码、MC解码、4_/5_解码。BMC使用fil滤波算法、滑动平均滤波器、实时校正电路来提高电路的冲击灵敏度。系统日志级别使用三阶段状态机制实现消息创建、消息传递、消息接收和消息恢复。系统策略模块级别使用受限状态机制根据原始消息序列控制通信。设备管理层包括电源配置、谈判能力、电源和电源重置。(3)建立从模组到系统层级的模拟环境。仿真结果表明，系统充电速度快，充电性能可达100。此外，您还可以为“固定模式”、“PPS模式”和“固定模式”以及“PPS模式”切换电源类。总结本次关于手机快速充电的设计使用了增大电流的方法实现手机快速充电过程，在设计过程中遇到了许多的问题，比如在确定增大电流的情况下，如何应用到实际，这就涉及到了电源适配器的更改，将原先的5针脚变为7针脚，并且更换了耐受更强的铜丝将电源适配器的整体素质提高。在适配器端的问题解决之后，手机的电池同样遭遇了问题，在增加2倍甚至更高的电流下，手机电池的承受问题也面临了挑战，决定增加传输通道，最终确定了手机电池的8个金属触点。最后增加MCU在电源适配器端解决了电