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随着科技的发展,智能手机的应用覆盖了人们生活的每一个方面,已经成为了人们生活中必不可少的部分。同时各种功能的应用对手机硬件的要求也越来越高,刺激着手机硬件的飞速发展,使得手机主频越来越高,屏幕越来越大,图像处理技术的性能也越来越高。但伴随着硬件的提升,其功耗也在提升,然而智能手机电池的发展并没有跟上硬件发展的脚步,人们需要给手机充电的次数越来越频繁,充电时间也越来越长。因此可以提高智能手机充电速度的快速充电技术被人们所期望。本文从锂离子电池的充电原理出发,分析得知,提高适配器的输出电压和电流是业界发展的趋势。世界上已经公布的快速充电技术百花齐放,本文整合了市面上具有代表性的四种快速充电技术:OPPO的VOOC闪充技术、MTK的Pump Express Plus、TI的MaxCharge和高通的Quick Charge2.0,通过对这四种技术的原理、效率、安全性以及市场占有率进行分析,阐述了各自的优缺点,最终选择技术成熟且市场占率较多的Quick Charge2.0技术作为基础协议,设计了一款配合AC-DC电源芯片使用,可以握手Quick Charge2.0协议的快充控制芯片。本文设计的快充控制芯片是采用0.8μmBiCMOS工艺,它可以通过USB的D+和D-信号线与手机中的电源管理芯片交流,若该手机支持Quick Charge2.0,则快充控制芯片可以解码从D+和D-信号线传递过来的电压信号,并反馈到AC-DC电源芯片,控制适配器输出相应的电压与电流。若手机不支持Quick Charge2.0,则使适配器按5V/2A默认输出。且本文设计的快充控制芯片可以实时监测适配器的输出电压与电流,保证适配器的恒定输出。本文详细的介绍了快充控制芯片中各个模块的功能和实现,其中包括:带隙基准源、计时模块、快充实现模块和恒压限流模块,完成了各功能模块的仿真验证,设计了一个系统应用方案,搭载一款成熟的AC-DC芯片对本文设计的芯片进行系统级的仿真验证,结果显示本文设计的快充控制芯片能够实现预设功能,并且工作性能良好。最后对芯片进行版图设计,通过DRC、LVS验证,完成芯片整体设计,现已流片。