《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電源管理IC新動(dòng)向 新型接口技術(shù) 快速充電 智能化管理

2016-06-20

  對(duì)于電子產(chǎn)品而言,電源是其生命力的重要保障,。沒有電源,電子產(chǎn)品無法正常運(yùn)行,。而高效地電源管理,則使得電子產(chǎn)品的性能更加突出,,這也正是電源管理芯片的價(jià)值所在,。

  隨著可穿戴產(chǎn)品、智能產(chǎn)品,、中小家電等各種電器產(chǎn)品的發(fā)展需求,,對(duì)電源管理IC提出了更高的要求。針對(duì)更高的應(yīng)用需求,,電源管理IC技術(shù)將有怎樣的發(fā)展,。對(duì)此,記者采訪了意法半導(dǎo)體大中華與南亞區(qū)工業(yè)及功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品部市場(chǎng)應(yīng)用總監(jiān)David Lucchetti,。David Lucchetti重點(diǎn)圍繞三個(gè)方面進(jìn)行了分享:新型接口技術(shù),、快速充電、智能化管理,。

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  新型接口技術(shù):USB Type-C實(shí)現(xiàn)雙向傳輸

  老款USB充電的應(yīng)用主要集中在手機(jī)上,,而且由于USB接口上下不一致,幾乎無法一次插準(zhǔn),。此外,,USB協(xié)議接口只能是5V、500mA的電流能力,,且功率只能單向傳輸,。隨著,,越來越多的設(shè)備有USB接口的需求,,新型標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,完全克服了傳統(tǒng)USB充電的局限性。

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  David Lucchetti指出,,USB Type-C具有以下特點(diǎn):1.最大數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到10Gbit/秒,,也是USB 3.1的標(biāo)準(zhǔn);2.支持從正反兩面均可插入的“正反插”功能,;3.配備Type-C連接器的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格連接線可通過3A電流,,同時(shí)還支持超出現(xiàn)有USB供電能力的“USB PD”,可以提供最大100W 的電力,。

  USB Type-C端口有USB3.1這里和3.0兩種,,USB3.1的傳輸速度更快。新接口技術(shù)的功率傳輸是雙向的,,可以擁有兩種發(fā)送功率方式,。用戶不僅可以用筆記本為移動(dòng)設(shè)備充電,也可以利用其它設(shè)備或移動(dòng)電源為筆記本充電,。即:之前被充電設(shè)備也可以作為可充電設(shè)備,。此外,USB-TypeC具備后向兼容,,USB-TypeC可以與舊版的USB標(biāo)準(zhǔn)兼容,,但用戶需要額外購買適配器才能完成兼容。

  “USB Type-C總共有5種協(xié)議,,之前的協(xié)議是5V,、2A、10W左右,,最主要應(yīng)用在手持設(shè)備,。再大一點(diǎn)功率的有5V、2A或者12V,、1.5A,,可以到18W。如果大功率36W,,Pad以及Tablet或其他設(shè)備都可以采用這樣的USB Type-C協(xié)議,。針對(duì)大功率,已經(jīng)可以達(dá)到60W的功率范圍,。對(duì)于協(xié)議5來說,,可以達(dá)到100W、20V,、5A這樣的范圍,。” David Lucchetti表示,。

  據(jù)了解,,在電源管理IC上,,目前意法半導(dǎo)體采用Combo芯片,集成(PFC+LLC)于一體STCMB1,,另外加DC-DC,,還有其USB3.0接口技術(shù)。

  業(yè)界預(yù)計(jì),,配備USB Type-C技術(shù)USB3.0\3.1接口的設(shè)備將達(dá)到21億臺(tái),。2016年之后,將有12%的手機(jī)終端會(huì)用到像這樣的Type-C的接口,。

  快速充電方案:10分鐘充40%的電量

  隨著用電設(shè)備越來越多,,手機(jī)及其他用電設(shè)備擁有更長的待機(jī)時(shí)間,則顯得十分必要,。

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  針對(duì)于高通Quick Charge的標(biāo)準(zhǔn),,最初是10分鐘充10%的電,后來2.0標(biāo)準(zhǔn)是在10分鐘充30%左右的電量,,現(xiàn)在基本上高通3.0是10分鐘充40%的電量,。高通3.0的協(xié)議,可以節(jié)約充電時(shí)間進(jìn)行快速充電,。

  對(duì)應(yīng)的是高通Quick Charge3.0協(xié)議,,David Lucchetti指出,意法半導(dǎo)體推出STQC30快速的充電方案,。STQC30元器件外圍組件少,、功能全、封裝小,、集成泄放電阻,,可設(shè)置電流分布,低待機(jī)功耗,,自適應(yīng)過壓保護(hù),,Vcc電壓范圍擴(kuò)大(支持小于3V的工作電壓)。

  智能化管理:技術(shù)方案和材料工藝上實(shí)現(xiàn)

  智能化管理是電源管理IC的另一個(gè)新動(dòng)向,,主要通過智能開關(guān)的方式來實(shí)現(xiàn),。其智能開關(guān)實(shí)現(xiàn)的途徑有兩個(gè):一個(gè)是技術(shù)上有智能技術(shù)方案,有智能的核;另一個(gè)是從材料,、半導(dǎo)體工藝技術(shù)上,,讓產(chǎn)品智能。

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  目前,,從數(shù)據(jù)通信/電信服務(wù)器的小規(guī)模市場(chǎng)到消費(fèi)電子的大規(guī)模市場(chǎng),,電源呈現(xiàn)數(shù)字化趨勢(shì)。

  對(duì)于大功率工業(yè)電源而言,,其廣泛應(yīng)用在數(shù)據(jù)中心處理器以及工業(yè)大功率電源方面,,這就是數(shù)字電源Smart Power Supply,。在數(shù)字電源方面,據(jù)David Lucchetti介紹,,目前智能電的解決方案表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是有數(shù)字化的核做處理,,加上主要控制的元器件,,產(chǎn)生集成的方案,。二是設(shè)計(jì)、應(yīng)用時(shí)有交互的設(shè)計(jì)GUI界面,,可以縮短Time to market設(shè)計(jì)時(shí)間,、設(shè)計(jì)周期,使得方案更快速地響應(yīng)這個(gè)市場(chǎng)需求,。

  對(duì)于小功率電源而言,,主要針對(duì)消費(fèi)類電子的解決方案。其解決方案是,,通過半導(dǎo)體工藝,,對(duì)于隔離的產(chǎn)品會(huì)有磁隔離技術(shù);還有線性Linear的處理器等等,這也是智能的表現(xiàn)之一,。

  智能電源重點(diǎn)集中在照明上,,據(jù)悉,當(dāng)前ST擁有STLUX平臺(tái),,在LED的應(yīng)用,、HID應(yīng)用、熒光燈的應(yīng)用都可以采用,,具有PWM的調(diào)光功能,,0-10V或Triac可控硅的調(diào)光都可以實(shí)現(xiàn)。STLUX平臺(tái)的智能表現(xiàn)在,,里面有一個(gè)STM8的核,,這個(gè)數(shù)字核讓設(shè)計(jì)可以有更好的靈活度和快速的響應(yīng)度。如果是模擬方案,,工程師則需要重新做個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或重新做一些設(shè)計(jì),。而數(shù)字方案,由于有Graphic user interface的交互,,工程師對(duì)硬件不需要做大的改動(dòng),,只需要做軟件的調(diào)整就可以獲得很好的方式實(shí)踐,迅速完成新的數(shù)字方案設(shè)計(jì),。

  在照明的智能的表現(xiàn)上,,更加地滿足了人文方面的需求,比如對(duì)燈的調(diào)光,、調(diào)光的感受,、對(duì)燈具的多路控制,、多路的調(diào)光控制等等。同時(shí),,還將智能變得更加便利,,例如通過電力載波還可以對(duì)路燈做一些控制。因此,,這種智能照明不僅僅在民用上,,也可以應(yīng)用在商用和工業(yè)類照明上。


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