如果要在心中形成對充電IC的最簡單理解，把它想象成帶有可調(diào)限流功能的穩(wěn)壓器是最準確的。身為穩(wěn)壓器，其輸出電壓是由自身確定的，但是它的輸出端電壓能否穩(wěn)定在自身確定的點上則取決于其電流輸出與負載消耗之間的平衡狀況。當電流輸出能力低于負載消耗能力時，實際的輸出電壓由負載確定，對于充電IC來說，這時候的輸出電壓就是電池電壓。只有電池電壓逐漸上升到穩(wěn)壓器所設(shè)定的輸出電壓時，電池吸入電流的能力才會逐漸下降，一旦跨過吸入能力與輸出能力平衡的點以后，電池吸入的電流就越來越少，輸出電壓就穩(wěn)定在預先設(shè)定的點上了，這時候就是所謂的恒壓充電狀態(tài)。

為了符合鋰離子電池的特性，充電IC在電池電壓低于預充閾值（大約為3V）以下時均以很小的電流對電池進行充電，超過此閾值以后即開始以大電流充電，以便能盡快將電池充滿。

進入充電接口的電源電壓一般都是5V（標稱值），假設(shè)充電電流為1A，我們馬上可以算出線性充電IC上將會出現(xiàn)的最大功耗是(5V-3V)x1A=2W。即使電池電壓已經(jīng)上升到了4.2V，這時候充電IC要消耗的功率也高達(5V-4.2V)x1A=0.8W。由于這些原因，再加上散熱能力的限制，我們在給手機充電的時候會覺得手機發(fā)燙也就是正常的了。

要解決線性充電IC存在的發(fā)熱問題，引入以開關(guān)方式工作的充電IC就是必然的，而另一種更新的方法則是直充，它把電壓轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)都省去了。由于絕大多數(shù)使用環(huán)境都是輸入電壓高于電池電壓，所以Buck架構(gòu)的開關(guān)模式充電IC成為市場的主流，其電路架構(gòu)如下圖所示：

從本質(zhì)上看，它就是一個具有可調(diào)限流功能的Buck穩(wěn)壓器。但與普通的Buck轉(zhuǎn)換器和線性充電IC相比，Buck模式充電IC要復雜得多。

Buck電路具有電流放大的功效，其輸出電流高于輸入電流。這帶來的好處是效率更高，發(fā)熱量更低，充電速度更快，但由于輸入、輸出電流不相等，就不能像線性充電IC那樣僅測量輸出一個地方的電流就知道輸入電流和輸出電流了，Buck充電IC必須同時測量輸出電流和輸入電流。只有這樣做了以后，充電IC才可能在輸入電流超過某個限制時將輸入電流降下來，使之不致于超過限制。

有的外接電源不具有足夠的供電能力，負載重了以后，其輸出電壓就會下降，如果充電IC不考慮到這一點而只是顧著滿足輸出電流的需要，外接電源就會被拖垮，所以充電IC還需要對輸入電壓進行監(jiān)測，在輸入電壓低于某個閾值時將其對輸入電流的需求降低，確保系統(tǒng)還能正常工作。

將輸入電流限制在某個最大值上的能力被稱為動態(tài)輸入電流調(diào)節(jié)或平均輸入電流調(diào)節(jié)，將輸入電壓最低值控制在某個閾值上的能力稱為最低輸入電壓調(diào)節(jié)，這兩種能力都是用來保護輸入電源的，雖然充電IC自己不需要，但卻能確保系統(tǒng)不出問題，因而也是全新的充電IC設(shè)計中必須考慮的內(nèi)容，工程師在選型時應該作為一項重點來考察。

由于Buck可以很高的效率進行降壓，輸入電壓就可以更高，這樣做的好處是在相同的輸入功率下輸入電流可以更小，可以降低對連接器件過流能力的要求，使得同等情況下可傳輸?shù)墓β矢?，滿足快速充電系統(tǒng)的需要。要將輸入電壓提高就必須提高器件的耐壓能力，這就需要使用全新的高壓工藝。

兼具這些能力的立锜第一款工作電壓較高的產(chǎn)品是RT9451，它的最高工作電壓為12V（可耐受28V沖擊），充電電流可以高達4A，意味著它可以很高的速度為電池進行充電。由于可調(diào)節(jié)的參數(shù)越來越多，這樣的充電IC都采用了智能化的設(shè)計，用戶可經(jīng)I2C接口對其所有參數(shù)進行調(diào)節(jié)、對工作過程進行控制，而從硬件的角度來看其應用設(shè)計還是很簡單的，下圖即是其典型的應用電路圖：

參數(shù)可任意調(diào)節(jié)的特性給這樣的器件帶來了巨大的好處，要改變其使用場合是一件很容易的事情。RT9451的充電電壓調(diào)節(jié)范圍為3.5V-4.44V，用它為普通的鋰離子電池充電是可以的，為磷酸鐵鋰離子電池充電也是可行的，因而可以有很廣泛的使用空間。

關(guān)注電路架構(gòu)的讀者可以重新關(guān)注一下Buck充電IC的電路結(jié)構(gòu)，你將發(fā)現(xiàn)它是可以被當作Boost轉(zhuǎn)換器來使用的，只是它的能量傳輸方向發(fā)生了變化而已：

現(xiàn)在，原來的電池變成了電源供應者，原來的輸入端變成了輸出端，只要接上負載就可以為之供電了，而這也正是USB OTG應用所要求的樣子。在這樣使用的時候，電路中的元件并沒有變化，只是充電IC的工作模式發(fā)生了變化而已。RT9451在被這樣使用的時候，輸出電壓可以在4.425V-5.506V之間進行調(diào)節(jié)，電池電壓在2.5V-4.5V之間變化時都可以使用，開關(guān)管的最小電流限制閾值是4A，確保1.6A以上的負載能力是沒有問題的，因而可以滿足很多應用的需要。

與線性充電方式相比，開關(guān)方式工作的鋰離子電池充電IC能帶來什么具體的好處呢？下面就來看一幅比較圖吧：

同樣采用線性充電IC和開關(guān)模式充電IC在USB 500mA輸入電流限制模式下為一款950mAh的鋰離子電池充電，開關(guān)模式充電IC的充電電流最大可以超過600mA，從電池電壓3.5V充到恒壓模式開始的時間要短很多，因而可以更快地將電池充滿，充電過程中的發(fā)熱量當然也會少許多。