如何应对手机充电器标准带来的影响

今年6月份，中国开始执行由中国手机行业制订的手机充电器统一标准――YD/T1591。在该标准中，规定在充电器侧吸纳USB接口。然而在刚刚开始执行不久，开放移动终端平台组织(OMTP)宣布全球主要手机制造商已就通用手机数据电缆达成一致，从而为推出国际上统一的手机数据和充电器接口标准铺平了道路。消息一传出，业界一篇哗然，顿时形成了截然相反的意见。一方声称，中国的充电器标准与所谓的国际标准互不兼容，而另一方则辩驳说两个标准分别定义的是数据线两侧的端口，因而两者没有任何关系，互不影响。

实际上，笔者对这两种说法都不赞同。第一种说法从根本上就站不住脚，两个标准没有任何冲突。但是否没有任何关系呢？也不尽然！关于两个标准的具体定义、差别以及相互的关系，笔者曾在11月份硬件和射频网上进行了讨论，它们的关系应该是覆盖和被覆盖的关系。关于这些本文不再赘述，而是着重讨论一下这两个标准所带来的实质效益，采用什么样的方案才能更加贴合各自的应用设计，以及充电器生产厂商应采取的应对策略。

标准的手机充电器为社会和消费者都有利益

首先应该说，不管怎么评论这两个标准之间的问题，两个标准的出发点都是一致的。都带来了明显的社会效益和消费者利益。首先，随着成本的降低，手机的更新速度呈现越来越快的趋势，目前，城市用户的平均换机时间连两年都不到。大部分经常换机的用户都会有这样的体验，家里各式各样的充电器都可以用“沓”来计算了，有时候要找到一个合适的充电器就要翻半天，不得已要经常淘汰，从而造成了大量的电子垃圾，而实际上这些产品远远没有达到它们自身的寿命。另一方面，用户还都必须为这些附件产品来买单。

标准开始执行后，用户手持一个充电器，就可以应对来自各个厂家的不同代别的手机终端。用户可以从墙体充电，也可以从PC获取电能。一根线即是数据线，又是充电线。不同用户的充电器都可以共享。

充电器的具体解决方案及区别

充电器标准统一了，是不是充电解决方案都一样呢？它们之间还具有差异化吗？答案是肯定的。从外面看，似乎没有什么区别，实际上，这些差别都体现到终端的内部了。从充电器本身来看，目前仍面临着一些挑战，包括：
1. 如何高效率管理多通道电源或负载；
2. 如何在充电时使来自USB的功率和效率最大化；
3. 如何在快速充电时实现高充电电流，或快速的充电速度。

Maxim公司推出适合于各类电池的手机终端系列充电器管理芯片，MAX8606就是其中一员。该芯片集成了单节锂电池充电功能和电源通道选择功能，完全兼容USB2.0规范和中国手机行业充电器标准。

图1：美信公司最新推出的内置充电器管理的多功能电源管理芯片功能图。

MAX8606 Vbus的电流限制可以简单地通过两个GPIO来设置，电流限制分为三档，包括符合USB2.0规范的100mA和500mA，另一个通过外部电阻(R_SETI)编程设定，以适应不同的交流适配器。

该芯片还可以将从Vbus吸取的电流在系统供电和电池充电之间动态分配，并优先保证系统供电，如果交流适配器或PC机USB端口的电流输出能力有限而不能同时保证系统供电和电池快速充电，或系统功耗突然增加，则电池快充电流被自动降低以保证系统正常供电。

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最近，该公司又推出了集成度更高内置充电器的完整的多功能电源管理芯片――MAX8662/MAX8663。器件内置USB/AC适配器线性充电器以及Smart Power Selector，适用于单节可充电锂离子电池供电的便携式设备。它内置有智能电源选择电路，可实现外部输入电源，电池以及系统负载之间的无缝分配，可用于3G智能电话、PDA、以及其他便携式设备。电池充电时，器件自动断开系统负载与电池的连接，并使用系统没用到的输入电源部分为电池充电，以充分利用有限的USB或适配器电源。所有需要的功率开关以及电流检测电路，均集成于片上。

充电器的输入限流最高可调节至2A，并可支持500mA、100mA以及USB挂起模式。充电电流可最高可调节至1.5A，以适用于宽范围的电池容量。

除了充电管理外，MAX8663集成两路高效率降压型DC/DC转换器、四路LDO以及内置智能电源选择器的完整充电器电路。MAX8662提供一路升压DC/DC转换器，可用于最多七个WLED或OLED显示器。两路降压DC/DC转换器具有高达97%的效率，可提供1V至3.3V的可调输出，并支持1.2A和900mA的负载。四路LDO支持500mA、300mA以及两路150mA的负载。

凌力尔特公司推出的充电器产品则强调终端产品的即插即用，而不管电池的电量状态如何，或者说即便是机内根本就没有电池也没有关系。该公司的充电器管理芯片也自成系列，其LTC408 就是典型的一款。该器件为一款自治的线性电源管理器，理想的二级管和独立的高压、高效率1.2A电池充电器。该器件工作于利用了Bat-Track功能的开关模式。Bat-Track是一种自适应的输出控制，其中的输入电路使调节器输出电压自动地跟踪电池电压。于是，通过保持电池充电器上的电压尽可能地低，最佳地利用可用的输入功率，因此极大地改善了电池充电器的调整元件的效率。

图2：凌力尔特公司LTC408 在不同充电电压条件下的充电效率。

该款器件的显著特点就是即插即用，将充电和供电分离开来。在充电的时候，电池和负载相互脱离，负载不再从电池而是从USB或墙体获得电能。电源的能量首先供应负载，而经总线协商后，将可能的最大能量用于充电。

该款器件的另一个特点是具有高压开关调节器前端，从而能够接受高达40V的输入电压源，该范围包含了汽车电源，IEEE1394火线电源以及经过或未经过调节的各种墙体适配器。高输入电压的特点使得IC不易受电压输入瞬变的影响，进而增加了IC和系统的免疫力和可靠性。从而扩大了器件的应用范围。

作为电源器件头号供应商的NSC则力推内置USB充电和适配器充电多功能的电源管理芯片，例如LP3910和LP3913等。该芯片系列的主要特点是具有业界最丰富的功能，可以满足最为复杂的3G智能手机的应用。而另外一家电源产品大供应商TI，除了提供丰富的充电管理芯片外，还比较重视相关的产品的提供，包括极为精密的电量检测，电池的保护，充电器前端的保护电路等。提供的产品系列齐全，包括BQ24018、BQ24113以及BQ24316等。

充电器生产厂商应该采取的对策

目前对手机充电器标准有抵触情绪的首当其冲的充电器生产企业，这些企业大都在珠三角地区，因为标准的主要意图之一就是减少电子垃圾的数量。提高充电器的利用率。但是，归，这是有利用消费者的举动，任何都是徒劳的。市场的力量决定一切。充电器传统销售模式都是作为手机的附件来销售的，标准的广泛接受后，这种方式将寿终正寝，而是将作为单独的零售货配售的面目而出现，在手机这边当然还不可能彻底消失，而是从标配改为可选件来提供。

实际上，这些企业也无需过于悲观。我认为，这可能引起市场模式的改变，或引起充电器归属地产生大变化，短期内数量上还未必会减少很多。如很多办公地点，还有机场，车站，乃至火车、轮船、长途汽以及公共汽车上，都可以提供这些服务，宾馆将不会在大堂里提供各式各样的充电器，而完全可能将其配置到控制台上而使其成为服务中的标配。从而提高服务质量。

另一方面，由于充电器将作为独立的产品来销售，生产厂商可以将工艺美学的概念嵌进来。这样也会加速用户对充电器本身的更新换代。

需要注意的是，作为配件时没有品牌问题，但开放销售后，品牌的问题就提出来了。所以，充电器生产商必须提前准备，利用过渡期，强化独立的品牌意识，以独立品牌推向大众市场起步得越早，对以后的发展就越有利。

另外一个问题是认证问题。作为配件提供时，需要符合的是手机厂商的企业要求或标准认证，而开放市场则要求一个公共的测试认证标准。目前已有一些企业在泰尔认证实验室进行了认证测试，但目前这是自愿模式，将来是否将转换为强制模式，或者强制认证将由有谁来担当目前尚不清楚。但无论如何，具有较强技术实力，在可靠性等方面做得较好，或者长期为大公司或国际品牌供货的厂商会具有一定的优势。

作者：王健