如果問手機上的Buck charger有什麽獨特之處(chù)，那麽路徑管理功能（Power Path Management）便是繞不開的一個話題。路徑管理功能決定瞭(le)電能如何在充電器、電池和系統供電這三者之間高效、安全地流動。
當(dāng)前手機上普遍使用NVDC路徑管理功能，NVDC爲narrow voltage DC的縮寫，narrow爲窄的意思，至於(yú)哪裏窄，後面會說到。
有瞭路徑管理功能後，手機會根據充電器的插入/拔出狀态、電池能力以及當前系統功耗，自動且動态地分配能量路徑，重點實現以下目标：
- 優先保障系統的供電：這是最爲重要的概念，因爲系統不喂飽的話，分分鍾死機重啓，那你要這勞什子手機還有什麽用。
- 電池充放電依情況而定：在合适的時候，才以合适的電流給電池充電，不合适的時候甚至轉爲放電。
爲瞭(le)講清楚路徑管理功能，我們先要從(cóng)不帶路徑管理功能的充電芯片講起。
不帶(dài)路徑(jìng)管理功能的Buck charger
如下圖，列舉瞭低端消費品上可能在用的、不帶(dài)路徑(jìng)管理功能的Buck charger IC。可見電池的VBAT直接連接到系統VSYS，兩者之間沒有阻隔。那麽在這種情況下，至少會有以下問題，且這些問題将影響用戶體驗：
- 即使你插瞭(le)充電器，也得先将電池充起來，産品才能有反應，不然的話，啥反應都沒有（亮個圖标也行啊）。如果電池處於(yú)深度放電狀态，則需要較長的時間才能把電池充起來，這一定程度上降低瞭(le)用戶體驗。
- Icharge = Isys + IBAT電流，當(dāng)charge IC想進行充電截止時，Isys的抽載會影響截止。如果誤截止，則可能充不飽(bǎo)，或者充得過飽(bǎo)而傷害電池。
- 電(diàn)流在有可能在電(diàn)池和負載之間反複(fù)流轉，造成不必要的能量損失。
帶(dài)路徑(jìng)管理功能的Buck charger
如下圖，在上面方案的基礎上，引入瞭(le)一個MOS管（行業内部稱爲Q4管，也稱BATFET），該MOS把VSYS和VBAT隔開，並(bìng)引入配套的控制策略，便實現瞭(le)路徑管理功能。
那爲什麽一個(gè)MOS就能有這麽大的作用呢？我們可以看下它接下來(lái)能不能實現最初定的目标。
NVDC關鍵feature - 動(dòng)态供電(diàn)
我們便要著手實現我們的目标，第一個目标便是動态供電，TI叫做DPM，即Dynamic Power-Path Management。使系統可以根據充電器的能力和系統抽載而自動調整電池的充電電流，而且優先保系統！系統是親兒子，電池是幹兒子。
充電芯片的輸入端有個ICL（TI叫做INLIM）的參(cān)數，它将進手機的功率限死瞭(le)，比如某手機廠通常将ICL設定爲1.5A，那麽9V充電時，最大的輸入功率就被限制爲：9*1.5 = 13.5W。
Pin = PSYS + PBAT，當系統抽載較大，導緻IBUS電流達到ICL設定的限流值時，便觸(chù)發DPM環路，此時進電池電流減少，直到IBUS小於(yú)ICL。外在表現爲充電器優先爲系統供電，不惜犧牲充電電流值。
可見，通過(guò)Q4管把VSYS和VBAT隔離開，就像分房間住一樣，方便各自控制PSYS和PBAT，互不幹(gàn)擾。
需說明的是，充電IC處(chù)於(yú)DPM環路控制時，是不會截止的，隻有退出這個DPM控制才可以截止，datasheet中說的很明白。
NVDC關(guān)鍵(jiàn)feature - BSM模式
如果手機系統的抽載特别重，即使把電池的充電電流降爲零（Q4管關閉），仍然不能滿足系統抽載時，系統就會進入BSM（battery Supplement Mode）模式。此模式下，電池會轉換爲放電狀态，然後與充電器一起給系統供電。
可見電(diàn)池雖然是幹兒(ér)子，但爲人實在且講義氣，仿佛在跟系統說：“兄弟有難，我兩肋插刀啊”。
那麽是如何實現的呢？
實現方案也很簡單，在芯片内部集成瞭(le)一個比較器，當系統電壓VSYS因爲抽載的原因跌落到電池電壓以下時，BATFET（Q4管）就會重新打開。由於(yú)電池電壓高於(yú)VSYS電壓，電池将對外放電，即按照下圖中橙色的箭頭所示的路徑參與對系統的供電，稱爲雪中送炭亦不爲過。
如下圖，爲手機buck charge IC BSM模式的波形。IBAT爲正表示進電(diàn)池電(diàn)流（充電(diàn)），負(fù)表示出電(diàn)池電(diàn)流（放電(diàn)），我們能夠觀察到DPM和BSM的表現。
NVDC關(guān)鍵(jiàn)feature - BATFET兩種模式
有瞭NVDC路徑管理功能後，即使電池過放，我們插上充電器後，充電IC将輸出一個比最小系統電壓（典型值爲3.5V，寄存器可配置）高150mV的電壓，保證手機系統有電壓供給，有電才有一切。
如下圖，如果VBAT低於(yú)設定的最小系統電壓時，BATFET将會運行在線性模式（LDO mode)，此時充電IC輸出的Vsys電壓将會比設定的最小系統電壓高150mV；當(dāng)VBAT上升到比最小系統電壓高時，BATFET将完全導通（full on mode），此時充電IC輸出的Vsys電壓被調節在比電池電壓高70mV左右的一個電壓。
由於(yú)full on mode下，VSYS被設計爲緊緊跟随電池的電壓，兩者極爲靠近，像戀愛(ài)中的男女“貼貼”一樣，這也是“Narrow Voltage”，NVDC名稱的由來。
總結下，BATFET（Q4管）雖把VSYS和VBAT隔離瞭(le)，像一道屏障一樣，使電(diàn)池深度放電(diàn)時亦不影響VSYS端，但兩者電(diàn)壓極爲貼近。
有人也許會問：“我手機放置很久，過放瞭(le)，沒見插上充電器就開機啊”。這其實是手機開機耗電太大瞭(le)（實測下來大於(yú)3A）所緻，buck charger客觀上已經提供VSYS瞭(le)。如果開機電流能優化下去，就可以實現直接開機瞭(le)，而不是僅僅顯示個充電圖标。
NVDC關鍵feature - Ship mode
Ship mode，運輸模式。由於(yú)倉庫存儲和物流中轉，電子産品通常會有開箱虧電的情況，即用戶開箱的那一刻手機不能立即開機，而是充會電才能開機，這将嚴重影響用戶體驗。目前手機均集成瞭(le)Ship mode功能，專治開箱虧電的尴尬。
其本質上就是最低靜态電流模式，手機産(chǎn)品會在出廠時開啓運輸模式，這樣便在長時間的運輸、儲存過程中，減小瞭(le)電池的電量流失，最大限度地延長電量。
以MPS家的某buck charger IC爲例，其未開啓運輸模式時待機功耗爲44μA ，而開啓運輸模式後待機功耗隻有8.5μA ，而這就是通過關斷Q4管實現的。
那麽(me)如何退出Ship mode呢？
buck charger IC有個QON引腳，用於(yú)控制運輸模式的退出，在手機電路上通常連接到開機鍵。這樣用戶第一次開機的動作就讓手機退出運輸模式瞭(le)。此外，除瞭(le)按開機鍵，我們插入充電器，也可以自動退出Ship Mode。
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