如果問手機上的Buck charger有什么獨特之處，那么路徑管理功能（Power Path Management）便是繞不開的一個話題。路徑管理功能決定了電能如何在充電器、電池和系統供電這三者之間高效、安全地流動。
當前手機上普遍使用NVDC路徑管理功能，NVDC為narrow voltage DC的縮寫，narrow為窄的意思，至于哪里窄，后面會說到。
有了路徑管理功能后，手機會根據充電器的插入/拔出狀態、電池能力以及當前系統功耗，自動且動態地分配能量路徑，重點實現以下目標：
- 優先保障系統的供電：這是最為重要的概念，因為系統不喂飽的話，分分鐘死機重啟，那你要這勞什子手機還有什么用。
- 電池充放電依情況而定：在合適的時候，才以合適的電流給電池充電，不合適的時候甚至轉為放電。
為了講清楚路徑管理功能，我們先要從不帶路徑管理功能的充電芯片講起。
不帶路徑管理功能的Buck charger
如下圖，列舉了低端消費品上可能在用的、不帶路徑管理功能的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。那么在這種情況下，至少會有以下問題，且這些問題將影響用戶體驗：
- 即使你插了充電器，也得先將電池充起來，產品才能有反應，不然的話，啥反應都沒有（亮個圖標也行啊）。如果電池處于深度放電狀態，則需要較長的時間才能把電池充起來，這一定程度上降低了用戶體驗。
- Icharge = Isys + IBAT電流，當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，或者充得過飽而傷害電池。
- 電流在有可能在電池和負載之間反復流轉，造成不必要的能量損失。
帶路徑管理功能的Buck charger
如下圖，在上面方案的基礎上，引入了一個MOS管（行業內部稱為Q4管，也稱BATFET），該MOS把VSYS和VBAT隔開，并引入配套的控制策略，便實現了路徑管理功能。
那為什么一個MOS就能有這么大的作用呢？我們可以看下它接下來能不能實現最初定的目標。
NVDC關鍵feature - 動態供電
我們便要著手實現我們的目標，第一個目標便是動態供電，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，電池是干兒子。
充電芯片的輸入端有個ICL（TI叫做INLIM）的參數，它將進手機的功率限死了，比如某手機廠通常將ICL設定為1.5A，那么9V充電時，最大的輸入功率就被限制為：9*1.5 = 13.5W。
Pin = PSYS + PBAT，當系統抽載較大，導致IBUS電流達到ICL設定的限流值時，便觸發DPM環路，此時進電池電流減少，直到IBUS小于ICL。外在表現為充電器優先為系統供電，不惜犧牲充電電流值。
可見，通過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，互不干擾。
需說明的是，充電IC處于DPM環路控制時，是不會截止的，只有退出這個DPM控制才可以截止，datasheet中說的很明白。
NVDC關鍵feature - BSM模式
如果手機系統的抽載特別重，即使把電池的充電電流降為零（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，電池會轉換為放電狀態，然后與充電器一起給系統供電。
可見電池雖然是干兒子，但為人實在且講義氣，仿佛在跟系統說：“兄弟有難，我兩肋插刀啊”。
那么是如何實現的呢？
實現方案也很簡單，在芯片內部集成了一個比較器，當系統電壓VSYS因為抽載的原因跌落到電池電壓以下時，BATFET（Q4管）就會重新打開。由于電池電壓高于VSYS電壓，電池將對外放電，即按照下圖中橙色的箭頭所示的路徑參與對系統的供電，稱為雪中送炭亦不為過。
如下圖，為手機buck charge IC BSM模式的波形。IBAT為正表示進電池電流（充電），負表示出電池電流（放電），我們能夠觀察到DPM和BSM的表現。
NVDC關鍵feature - BATFET兩種模式
有了NVDC路徑管理功能后，即使電池過放，我們插上充電器后，充電IC將輸出一個比最小系統電壓（典型值為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低于設定的最小系統電壓時，BATFET將會運行在線性模式（LDO mode)，此時充電IC輸出的Vsys電壓將會比設定的最小系統電壓高150mV；當VBAT上升到比最小系統電壓高時，BATFET將完全導通（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。
由于full on mode下，VSYS被設計為緊緊跟隨電池的電壓，兩者極為靠近，像戀愛中的男女“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隔離了，像一道屏障一樣，使電池深度放電時亦不影響VSYS端，但兩者電壓極為貼近。
有人也許會問：“我手機放置很久，過放了，沒見插上充電器就開機啊”。這其實是手機開機耗電太大了（實測下來大于3A）所致，buck charger客觀上已經提供VSYS了。如果開機電流能優化下去，就可以實現直接開機了，而不是僅僅顯示個充電圖標。
NVDC關鍵feature - Ship mode
Ship mode，運輸模式。由于倉庫存儲和物流中轉，電子產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，這將嚴重影響用戶體驗。目前手機均集成了Ship mode功能，專治開箱虧電的尷尬。
其本質上就是最低靜態電流模式，手機產品會在出廠時開啟運輸模式，這樣便在長時間的運輸、儲存過程中，減小了電池的電量流失，最大限度地延長電量。
以MPS家的某buck charger IC為例，其未開啟運輸模式時待機功耗為44μA ，而開啟運輸模式后待機功耗只有8.5μA ，而這就是通過關斷Q4管實現的。
那么如何退出Ship mode呢？
buck charger IC有個QON引腳，用于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了。此外，除了按開機鍵，我們插入充電器，也可以自動退出Ship Mode。
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