電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))如今人們生活中可攜帶的用電設(shè)備越來越多,不論是日常活動(dòng)里的可穿戴等移動(dòng)電子設(shè)備,還是戶外活動(dòng)里的便攜式電子設(shè)備,這些用電設(shè)備對(duì)能源的需求都是顯而易見的。移動(dòng)電源可以將電能從其內(nèi)部鋰電池中升壓或降壓,以匹配目標(biāo)設(shè)備的電壓需求完成補(bǔ)能,成為重要的補(bǔ)能配件。
隨著用電設(shè)備的增加,移動(dòng)電源的重要性也逐年凸顯。擁有安全、便攜、容量滿足需求且能快速補(bǔ)能的儲(chǔ)能產(chǎn)品儼然成為一種剛需,由此一個(gè)快速增長的市場正在逐步形成。
移動(dòng)電源產(chǎn)品齊放量,電源SoC選擇至關(guān)重要
根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),2022年全球移動(dòng)電源市場規(guī)模在300億元左右,移動(dòng)電源市場正處于快速發(fā)展階段。隨著智能電子設(shè)備的不斷普及和升級(jí),人們對(duì)移動(dòng)電源的需求也會(huì)水漲船高。電子設(shè)備功能的不斷豐富并逐漸復(fù)雜,需要更多的電量支持。同時(shí),隨著可穿戴設(shè)備、智能家居等新興領(lǐng)域的不斷發(fā)展,移動(dòng)電源的未來市場需求仍舊會(huì)不斷增長。
同時(shí)隨著快充技術(shù)的發(fā)展,下游市場中快充技術(shù)滲透得非??欤珺CC Research數(shù)據(jù)顯示,2022年快充技術(shù)滲透率已提升至24%。國內(nèi)移動(dòng)電源設(shè)計(jì)搭載快充技術(shù)已成剛需。
在移動(dòng)電源市場,毫無疑問國內(nèi)產(chǎn)量占據(jù)了全球大多數(shù)份額。國內(nèi)不同品牌的移動(dòng)電源產(chǎn)品在市面上非常多。同時(shí),繁多的移動(dòng)電源產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊,部分產(chǎn)品存在充電效率低、發(fā)熱嚴(yán)重、兼容性差、體積偏大等問題。
移動(dòng)電源SoC芯片和電芯作為移動(dòng)電源的核心組件,和產(chǎn)品質(zhì)量息息相關(guān)。其中移動(dòng)電源SoC不僅影響整個(gè)移動(dòng)電源效率,還要對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)電池充放電管理以確保電池的安全和性能。
移動(dòng)電源SoC的設(shè)計(jì)很大程度上影響了移動(dòng)電源的性能,同時(shí)隨著PD快充和Type-C接口的普及,移動(dòng)電源也正朝著高集成度、大容量、高兼容性、大功率的方向發(fā)展。移動(dòng)電源廠商在電源SoC上的選擇直接關(guān)系到了產(chǎn)品能否保證質(zhì)量并跟上行業(yè)發(fā)展趨勢。高性能高集成度的電源SoC能讓移動(dòng)電源產(chǎn)品更安全更高效,所以說移動(dòng)電源SoC的選擇至關(guān)重要。
移動(dòng)電源快充SOC芯片在2017年由智融科技實(shí)現(xiàn)首批量產(chǎn),目前國外龍頭如TI、ADI等尚未在該領(lǐng)域發(fā)布較為成熟的產(chǎn)品。移動(dòng)電源快充SoC是中國廠商在電源管理芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車的黃金賽道。
總的來看,現(xiàn)在移動(dòng)電源SoC競爭趨勢是往更高度集成的整體解決方案方向發(fā)展,市場上誰先推出效率更高集成度更高的整體解決方案,給移動(dòng)電源廠商在設(shè)計(jì)上更全面的功能和更靈活的適配性,就能在搶占市場份額上更有優(yōu)勢。
國內(nèi)電源芯片廠商在模擬設(shè)計(jì)、BCD工藝積累上的技術(shù)實(shí)力,也都很直觀地反映在產(chǎn)品的性能和集成性上。這其實(shí)考驗(yàn)的是電源芯片廠商在芯片設(shè)計(jì)和市場理解整合上的綜合能力。
進(jìn)軍大功率移動(dòng)電源,智融新品凸顯數(shù)模混合SoC設(shè)計(jì)優(yōu)勢
為了給消費(fèi)者帶來更高效便捷的充電體驗(yàn),國內(nèi)不少廠商都在移動(dòng)電源領(lǐng)域發(fā)布了SoC一體化方案。電子發(fā)燒友網(wǎng)也了解到,智融科技繼推出了氮化鎵單口和多口快充的全套芯片方案后,也進(jìn)軍大功率移動(dòng)電源領(lǐng)域,近期推出的基于SW6306V的協(xié)議芯片搭配升降壓控制器的解決方案,在移動(dòng)電源領(lǐng)域熱度頗高。
SW6306V是一款專門適用于移動(dòng)電源的四口多協(xié)議升降壓移動(dòng)電源SoC,芯片內(nèi)部集成了協(xié)議芯片,雙向同步升降壓控制器和MCU,支持2-6節(jié)電池串聯(lián),提供最大100W功率輸入輸出,而整體待機(jī)功耗只有38uA非常低。只需要使用一顆SoC芯片,搭配升降壓開關(guān)管和對(duì)應(yīng)接口的VBUS開關(guān)管,即可實(shí)現(xiàn)完整的大功率升降壓快充移動(dòng)電源的設(shè)計(jì)。
電子發(fā)燒友網(wǎng)對(duì)SW6306V DEMO板進(jìn)行了測試,SW6306V DEMO板在Vbat 7.4V,Vin 20 V/2.25A工況下充電效率可達(dá)95.5%。SW6306V高效的升降壓開關(guān)充電不僅支持4.2/4.3/4.35/4.4V三元電池,還能支持3.6/3.65V鐵鋰電池,適配范圍靈活。同時(shí)SW6306V支持I2C設(shè)置充電目標(biāo)電壓和充電電流,支持MPPT功能可以進(jìn)行太陽能面板充電,智能識(shí)別適配器最大電流并自動(dòng)調(diào)整充電電流。該方案可以無縫切換升降壓模式,并根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)切換PWM和PFM模式以提供更靈活的充電管理方案。
SW6306V在反向升降壓放電下,測試得出放電效率高達(dá)97%(Vbat 7.4V,Vbus 20 V/5A)以及98%(Vbat 22.2V,Vbus 20 V/5A)。它同樣支持獨(dú)立I2C設(shè)置充電目標(biāo)電壓和充電電流,并支持PD規(guī)范peak current功能。
為了精準(zhǔn)實(shí)時(shí)的顯示電源電量情況,SW6306V內(nèi)置了庫侖計(jì)與12bit ADC,能支持雙芯片電量計(jì)量。同時(shí)芯片支持3—5顆LED電量顯示、快充指示燈、188帶快充指示數(shù)碼管及無線充圖標(biāo)數(shù)碼管,并內(nèi)置了WLED照明驅(qū)動(dòng)。移動(dòng)電源的電池計(jì)量與顯示功能能輕松實(shí)現(xiàn),方便消費(fèi)者在使用移動(dòng)電源過程中實(shí)時(shí)掌握電量信息。
值得一提的是,這顆SoC在快充協(xié)議上做了豐富的集成,完美匹配Qi2無線充電模式,內(nèi)置Lightning輸入解密,可智能識(shí)別設(shè)備的接入和輸出。UFCS融合快充、PD3.1、SVOOC、VOOC4.0、SCP、FCP、AFC、QC3+、BC1.2等市面上主流的各個(gè)快充協(xié)議SW6306V都能支持。在快充已經(jīng)成為移動(dòng)電源產(chǎn)品剛需的背景下,快充體驗(yàn)是影響消費(fèi)者是否選擇該產(chǎn)品的關(guān)鍵,SW6306V在快充上的兼容無疑給移動(dòng)電源設(shè)計(jì)帶來了更多亮點(diǎn)。
對(duì)于快充電源芯片來說,安全可靠的保護(hù)機(jī)制是不能忽視的。為了提高單芯片方案的安全性,SW6306V配置了完善的保護(hù)機(jī)制,除了基礎(chǔ)的輸入/輸出過壓保護(hù)、輸出過流、短路保護(hù)、電池欠壓、過壓保護(hù),還配置了充電超時(shí)保護(hù),并配置NTC完美匹配各類規(guī)格電芯提供過溫保護(hù)和芯片die保護(hù)。
整個(gè)全集成的單芯片SoC方案功能齊全但設(shè)計(jì)并不臃腫,尺寸也僅有7mmx7mmx0.4pitch相當(dāng)緊湊,進(jìn)軍大功率移動(dòng)電源領(lǐng)域的智融在新品上依舊凸顯了在數(shù)?;旌蟂oC上的設(shè)計(jì)優(yōu)勢。
寫在最后
現(xiàn)階段移動(dòng)電源設(shè)計(jì)正朝著大容量、大功率、高集成、高兼容的方向發(fā)展,智融推出的充放電功率高達(dá)100W的四口多協(xié)議升降壓移動(dòng)電源SoC SW6306V很好地契合了現(xiàn)在下游市場的設(shè)計(jì)需求,為高效、安全的大功率移動(dòng)電源設(shè)計(jì)提供了不少助力。