如今USB
Type-C接口已成为电子产品USB连接的主导形式，用来充电、传输数据等。而作为USB开发者联盟提出的最新的电力传输标准，USB
PD已发展到3.0标准，在充电功率提升、电力传输优化等方面优势显著。业界认为USB Type-C与USB PD协议共生，有望统一快速充电标准。
虽然仍存各种“迂回”方法，但无论如何，在市场上已有越来越多带有USB
Type-C和USB
PD端口的电子产品出现，覆盖手机、笔记本电脑和移动电源到无人机、电动工具以及智能家居和便携式应用。
但新标准要有新“章法”，其对端口背后的IC提出了新要求，什么样的充电控制器才能“对路”？
随着越来越多的应用采用USB PD和Type-C USB 端口，对于这些需要在操作模式、不同适配器适应性和广泛安全性之间平稳过渡的应用而言，
升降压充电控制器成为与要求相兼容的理想解决方案，已受到广泛关注。
德州仪器（TI）电池管理产品中国市场和应用部门经理文司华博士介绍说，一方面，
升降压
充电控制器
改变了设备充电方式。
升降压是指在共同的
Type-C
接口下，不知道双方的电压和电流能力，因而需要按照充电器的电压范围能力和电池的串联串数这两个因素，决定是否
升
压或降压。另一方面，
充电器要实现跨界，实现不同界面或不同串数电源之间的转换，
而不是或是为笔记本电脑，或是为手机，需要“多合一”。
安森美相关负责人也提到，Type-C接口正成为电子产品间互联的单一接口，
大功率USB PD不同的电压和功率需要对输出电压进行调节，需要控制器可根据用电设备的要求进行电压调节。
以无人机为例，无人机是高耗电的设备。文司华提到，根据功率电平和电池容量，大多数无人机每次充电后可以飞行6-30分钟。而无人机各种机型包括控制器都可能具有不同的电池串联数目，因而可用
Type-C
接口结合PD协议统一设计，并且使用
升降压
充电器
实现这种充电的灵活性。
Market
Eye Research
Data最近发布的数据显示，2015-2019年，全球移动电源市场每年增长17.5%。各路诸侯在市场上拼杀，包括NXP、英飞凌、ADI、安森美、艾为等厂商都在发力，除了满足新标准来比拼IC的硬功夫之外，还要解决“软”实力。
软硬兼施的“背后”仍是聚焦于效率提升、安全保护等。
文司华说，因损耗在于电感有电阻损耗，开关有电阻损耗并且产生开关式的损耗。TI在控制模式上做了优化，采用对称的H型Buck-Boost，每个模式下只有两个MOS管进行开关，另外两个MOS管，或导通或关断，状态不变。实现在一个周期里只有两个MOS管是有开关损耗的，因此损耗会相对降低。TI最新充电控制器的效率就比同类最高水平提升了4%，高达97%。
而输入电流优化（ICO）也变得十分重要。文司华提及，
ICO功能可自动检测适配器输入功率的最大能力以优化电流，确保利用最大输入功率。
比如实测某适配器具有高出额定电流100毫安的能力，就会以此来扩展。但并不是说所有的适配器都会高出100毫安，很可能有些适配器达不到标称值，关键是ICO可检测出适配器的实际电流输出能力
，
不断优化，并保证适配器的安全性。
此外，全面的监控能力也至关重要。 “以往要通过MCU等外设器件实现，但趋势是由充电控制器来实现，不仅可简化移动电源的安全设计，通过充电控制器自带的全面系统性能和数据采集汇报能力，通过主机发送命令，就能了解到输入输出电压、电流和温度等。” 文司华表示。
众多模拟大厂围绕这一“转变”也在未雨绸缪。TI近日推出一对
高度灵活的单芯片降压-升压型电池充电控制器bq25703A和bq25700A，适用于1至4节（1S至4S）设计。
bq25703A采用
I
2
C
的通讯方式，bq25700A是SMBus通讯方式，分别针对消费电子和笔记本电脑应用。
文司华详细介绍了四大方面的进步。
一是输入源的灵活性，
输入源主要是适配器、USB PD电源等，提供3.5V至24V的宽输入电压范围，设计人员可在多种端口（包括USB 2.0、USB 3.0和最新标准USB Type-C）中使用。
二是宽的USB On-the-Go（OTG）输出兼容性。
平常充电过程是从外到里的，OTG是反向过程。新型充电控制器支持5V至20V的输入，通过可编程电流调节为USB OTG提供可调输出。
三是高效率。TI实测在2-3安培，在3串应用情况下，可做到97%以上的转换效率，
至少比业界目前最高水平能够高出4个百分点，虽然4个百分点看似不高，但热损耗则会依此降低50%到60%，这是极具吸引力的。
四是紧凑型配置，
它强化了简化外部电源设计，传统方案有降压、升压两个电感，此款产品只要一个电感，并且本身的封装也很小。同时在电池充电算法和智能检测方面，实现ICO，一并带来更紧凑的适配器设计。
值得一提的是，bq25703A和bq25700A
提供了从-40°C到85°C之间±0.6%的充电电压精度，高水平的充电精度确保了电池在温度范围内获得最佳充电，对电池充电寿命亦有显著的提升。
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作者：李映 智慧产品圈副主编
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