我们使用的手机离不开充电。现在充电是各大手机厂商关注的焦点。今天我们来介绍一下手机的充电过程，让大家了解原理。
我们通过手机USB接口是手机充电，所以先由USB接口说起。
USB经过不断发展，它是一种串行差分传输总线USB1.0到现在的USB3.X，接口形状和针脚数量不断变化。从最初的四个引脚开始，分别是VCC，GND，D ，D-到USB2.0增加了一根ID线，再到USB3.0增加了一对高速收发差分线，然后是3.1提出的TypeC接口，增加了CC线和SUB并支持正反插入。他有很强的通用性，所以设备越来越多USB接口，USB口有一定的供电能力，一般为5V/500mA，但是对于大电池的充电设备，这个功率(只有2).5W）远远不够，所以USB组织规定了电池充电协议BC1.2，给USB接口增加了几个电源等级，所有USB2.支持0及以上接口BC1.2。这个协议把USB充电端口分为三类，即SDP，CDP，DCP。 SDP：支持标准下行端口5V0.5A CDP：充电下行端口，升级接口，支持5V1.5A或者更高 DCP：专用充电接口，专门用来充电（不能传数据了），支持5V1.5A或者更高 下行端口是指USB电脑等通信主机USB接口，一般适配器USB接口都是DCP(除了快速充电，我们不需要向适配器传输太多信息)。这三个接口之间存在差异，因此可以识别充电设备。DCP的D-和D 短接电阻小于200ohm，而CDP和SDP的D-和D 都是有15K下拉的。 简单的识别过程是：手机内部充电IC先检测USB插入口，一般接口VCC和GND管脚比D-和D 数据管脚长，所以先接触，然后插入检测是等待一定时间，检测数据引脚接触，然后判断端口类型，因为需要判断端口类型D-D 如果没有接触，直接判断数据线会出错。接触后，通过手机D 电平检测D-，然后给D-检测一个电压D ，分两步区分三个接口。
充电线
普通数据线或专用充电线可用于充电线USB数据线USB组织规定要能走2A电流，所以在非快速充电的情况下完全足够了。充电线可能比数据线更厚，至少有两条线，但数据线至少有4条，仍然需要D-和D 。
充电接口和充电IC
手机端充电接口一般为USB micro和typeC接口、充电线上的电通过接口进入手机后，进入充电芯片给电池充电。接口和充电IC还需要保护电路，有过压保护电路，防止输入电压过高，一般使用mos管道控制电路的通断。暴露的界面应防静电，一般使用TVS同时吸收静电电流。TVS管道不能完全吸收静电，往往会有残压，所以后面要加电容滤波来吸收残压的中高频部分。低频部分需要大电容值，大体积不能放在手机上，所以不会使用大电容，而是使用其他方法，如缓慢启动电路（给予MOS控制极加一个电容器，加上控制信号后先给电容器充电，电压到导通门有限的时间，从而实现缓启动)。 总之经过多层保护，充电线上的电终于进入充电IC，充电IC内部有电压转换模块，通常是BUCK输入5的电路V转换成4.3V给电池供电，同时监控充电过程中的各种状态信息，接受SoC（CPU）的控制。他的输出一方面连接电池，另一方面为系统供电。中间会通过开关隔离，这样当我们充电时，系统的电源就会通过USB无论系统供电如何，电池都会安全充电。当然，当系统重载时(元神特效全开，亮度声音最大)是在电脑上SDP口充电（5V，0.5A），然后电池必须发电以维持系统的正常运行。这些都是充电的IC来完成的。
电池与保护 充电IC锂电池输出给电池充电很危险，一般都有保护，包括充电过电压、过电流检测、放电过电流检测。有一个保护板来完成这个功能，通常与电池组在一起。该板的原理是将保险丝、采样电阻和两个串联在电池正负极之间MOS管道，多层保护。当电流大时，采样电阻可以关闭采样电流的值MOS管。同时，保护芯片还会收集电池电压，过冲时关闭另一个MOS管。只有两个MOS同时导管充放电。
快充
为提高充电速度，USB该组织还提出了快速充电协议PD快速充电协议规定了充电器和手机之间的交互规则和硬件实现方法。在此之前，各大厂商都有自己的快充协议。如华为的FCP和SCP，oppo的VOOC，高通的QC，和上面USB像三个充电接口一样，快速充电也是对接口的文章，通过改造USB或增加识别过程USB多一种供电接口供自己的设备使用。这种类型可以支持高压高电流，因此充电速度更标准USB接口更快。显然，这需要充电器和手机来支持这种类型，以实现快速充电的握手，否则快速充电不支持快速充电的设备可能会被烧毁。 一般充电器USB口的D 和D-都是短接的（DCP类型），BC1.2判断完成后，支持快速充电的手机将继续判断充电器是否支持自己的快速充电协议，并向充电器发送信息或检测D-D 两者之间的电压来了，充电器会返回信息，或者内部借口上下拉可以切换到手机检测到不同的地方，形成握手。只要一方不支持，就不会成功，只能DCP充电方式一般为5V2A。握手成功后，快速充电一般分为低压大电流（费线）或高压小电流（加热）或高压大电流（费线和严重加热）。所以我们看到快充头比较大，线比较粗，USB嘴的触点也比较大。所以尽量用原来的充电线。 在线低压大电流会产生较大的线损q=i2 *r,要求线很粗。高压小电流可以避免这种情况，一般线路可以，但充电IC压差越大，效率越低，发热越严重。现在，一些制造商制造了1000W的快充，PD最高快充也支持1000W（20V5A），典型的高压高电流，所以线很粗，参考现在的轻薄充电线，这样就可以解决线损问题。但是如何解决发热呢？DCDC降压电路以电感为储能装置BUCK电路，电荷泵是以电容为储能装置的升降压电路，其效率比BUCK更高，几乎不考虑电磁干扰，所以现在很多超级快速充电IC电荷泵用于将高压转化为低压。有厂家改造电池，串联电池，使充电电压变成8.6V不需要降到4左右.3V，还减少了降压造成的损失。简而言之，超大功率充电是高压高电流充电，实现手段是：粗充电线，改造USB接口，提高降压电路的效率，改变锂电池的连接方式。
typeC接口
现在用的比较多USB接口，在USB3.基于0接口的增加CC线和SUB线，typeC以前的手机充电USBmicro是一样的，他也有VCC GND D- D ,判断完BC1.2后还会根据CC判断线路的电压typeC口能提供的电流可支持5V3A。然后判断快充。由于PD快充就是USB组织针对typeC所以这个CC线在PD快速充电是实现插头正反识别、协议握手和通信的关键。TypeC母座有CC1和CC两根针脚，但线只有一根CC只需要一条线，另一条母座CC充电线上的电子标签供电，充电电流大于3A对线材的要求相对较高，因此组织规定超过3A电流充电线必须有包含电线信息规格的芯片，这是由CC电线中的一根来供电。因此，我们可以看到许多超快速充电功率为66瓦(22V3A），就是不超过3A，节省芯片。
充电就是这些东西，第一次写文章，想写什么，乱七八糟，慢慢进步。