《電子技術(shù)應(yīng)用》
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行業(yè)首款支持快充的智能單芯片移動(dòng)電源方案

2017-05-26

  當(dāng)下的碎片化信息時(shí)代,,隨著碎片式內(nèi)容的日益豐富,移動(dòng)設(shè)備的使用頻次越來越密集,,一款集時(shí)尚輕薄的外形與快速充電于一身的充電設(shè)備,,自然更得消費(fèi)者青睞。所以,, 更智能且支持快充的移動(dòng)電源方案便應(yīng)運(yùn)而生,。

  用戶通常都是在遠(yuǎn)離電源的場合使用移動(dòng)設(shè)備如玩游戲、看視頻,、發(fā)微信等,,需要隨時(shí)隨處頻繁為移動(dòng)設(shè)備充電,這種需求促進(jìn)移動(dòng)電源市場的增長,。根據(jù)有關(guān)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測,,移動(dòng)電源的出貨量將從2016年的不到5億只增加到2019年的超過9億只,從而使得市場年均增長率高達(dá)17.5%,。TMR最新研究報(bào)告指出,,預(yù)計(jì)到2022年,全球移動(dòng)電源市場規(guī)模將超過361億美元,,2014-2022期間年復(fù)合增率高達(dá)25.9%,。

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  圖1:移動(dòng)電源市場趨勢

  在市場發(fā)展的不斷推動(dòng)下,僅僅具備簡單的充電功能的移動(dòng)電源,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)者的期望,, 而更智能的特性和更前沿的設(shè)計(jì)則是消費(fèi)者的普遍期待,,尤其是能使電池盡快充滿電的移動(dòng)電源,可將不便減至最小,。安森美半導(dǎo)體高度集成的單芯片移動(dòng)電源方案LC709501F,,可實(shí)現(xiàn)功能豐富且更具差異化特性的智能移動(dòng)電源產(chǎn)品,,更智能且支持快充,,幫助移動(dòng)電源供應(yīng)商在市場競爭中處于有利地位。

  開創(chuàng)的功能:與移動(dòng)設(shè)備通信,,于移動(dòng)設(shè)備顯示電池信息數(shù)據(jù)

  相信很多消費(fèi)者都有過因攜帶的移動(dòng)電源電量不足而無法為移動(dòng)設(shè)備充電的惱人經(jīng)歷,。安森美半導(dǎo)體的智能充電控制器LC709501支持通過USB 2.0 全速主機(jī)控制器獲取移動(dòng)電源電池信息如1% 步進(jìn)剩余電量、電池溫度,、電池電流及電池健康指標(biāo)(電池充放電周期數(shù)),,提供行業(yè)首款電池信息數(shù)據(jù)顯示App用于移動(dòng)設(shè)備,讓消費(fèi)者通過移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)知悉所攜帶的移動(dòng)電源的各項(xiàng)指標(biāo),,大大提高用戶體驗(yàn),。

  如圖2所示,只要基于LC709501的移動(dòng)電源被連接到移動(dòng)設(shè)備如智能手機(jī),,創(chuàng)新的移動(dòng)電源應(yīng)用程序就自動(dòng)啟動(dòng),,移動(dòng)電源的詳細(xì)運(yùn)行信息及關(guān)鍵參數(shù)將顯示在智能手機(jī)的屏幕,如移動(dòng)電源電池剩余電量及動(dòng)畫運(yùn)行,、移動(dòng)電源電池使用時(shí)間,、剩下的充電時(shí)間、電池溫度,、快充開關(guān)按鈕等等,,并且該方案還支持移動(dòng)電源供應(yīng)商在該App界面顯示其公司Logo。

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  圖2:與智能手機(jī)的通信顯示電池健康和充電信息

  系統(tǒng)架構(gòu)簡單且高度集成

  傳統(tǒng)的移動(dòng)電源方案通常包括微控制器(MCU),、低壓降穩(wěn)壓器(LDO),、USB檢測模塊和充電穩(wěn)壓模塊等多個(gè)元件,需要大量的設(shè)計(jì)整合時(shí)間,,以及軟件開發(fā)時(shí)間來處理邏輯和控制功能,。安森美半導(dǎo)體新的單芯片方案LC709501F 將多個(gè)元件集成到單個(gè)封裝,減少元件數(shù),,節(jié)省約20%的空間,,實(shí)現(xiàn)緊湊的、超薄的高性能系統(tǒng),,支持平臺設(shè)計(jì),,外置的FET還可擴(kuò)展充電能力。該單芯片方案包括集成的電量計(jì)功能,、可配置的I/O,、LED驅(qū)動(dòng)器,、I2C接口、USB 2.0全速主機(jī)控制器,,和用于外部功率MOSFET的預(yù)驅(qū)動(dòng)器,,提供領(lǐng)先業(yè)界的功率密度。

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  圖3:移動(dòng)電源之傳統(tǒng)方案架構(gòu)對比安森美半導(dǎo)體方案架構(gòu)

  支持最新的快充標(biāo)準(zhǔn)

  為加快充電速度,,縮短充電時(shí)間,,市場上產(chǎn)生了各種快速充電標(biāo)準(zhǔn),其規(guī)格和充電速度及輸出功率如圖4所示,。一般而言,,輸出電流和輸出電壓越高,充電越快,。安森美半導(dǎo)體的移動(dòng)電源方案LC709501可自動(dòng)檢測移動(dòng)設(shè)備的電池標(biāo)準(zhǔn),,并集成最佳充電方式選擇功能,通過更新固件支持最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn),,如高通快速充電QC2.0和QC3.0等專有充電協(xié)議,,并可通過額外的軟件支持USB PD和Type-C連接,資深用戶甚至可對LC709501F重新編程以實(shí)現(xiàn)定制的充/放電協(xié)議,,通過改變外部MOSFET支持最大12V,、2.5A(30W)的輸出功率等級。

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  圖4:快速充電標(biāo)準(zhǔn)概覽及比較

  豐富的保護(hù)機(jī)制

  移動(dòng)電源的安全問題不容忽視,,如若其保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)不合理,,將有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故,。安森美半導(dǎo)體的LC709501F提供過流檢測,、過壓檢測、安全計(jì)時(shí)器和冗余電池保護(hù)等全面的保護(hù)機(jī)制,,并采用一個(gè)熱敏電阻用于溫度監(jiān)測,,增強(qiáng)安全性。此外,,其自適應(yīng)充電算法能在兼顧電池健康狀態(tài)的同時(shí),,實(shí)現(xiàn)最大化的電荷存儲容量,確保更長的電池使用壽命,。

  能效測試

  安森美半導(dǎo)體對LC709501F作了6組能效測試,,6組數(shù)據(jù)的能效都超過90%,如圖5所示,。

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  圖5:能效測試曲線

  總結(jié)

  安森美半導(dǎo)體打造的行業(yè)首款支持快充的智能單芯片移動(dòng)電源方案LC709501F,,開創(chuàng)了移動(dòng)電源與移動(dòng)設(shè)備通信的功能,可準(zhǔn)確可靠地于屏幕顯示電池信息數(shù)據(jù),提供全新的用戶體驗(yàn),,具備智能特性以及同類最佳的集成度,,系統(tǒng)架構(gòu)簡單,有利于實(shí)現(xiàn)緊湊的,、時(shí)尚輕薄的移動(dòng)電源,,支持平臺設(shè)計(jì),并兼容最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn),,滿足消費(fèi)者對隨時(shí)隨地為便攜式電子產(chǎn)品充電的需求,,提供寬廣的功率和5 V、9 V甚或12 V工作的電壓輸出范圍,,通過簡單的FET選擇,,最大充放電能力達(dá)30 W,,全面的保護(hù)機(jī)制增強(qiáng)安全性并確保電池使用壽命,。此外,為幫助移動(dòng)電源制造商加速產(chǎn)品上市進(jìn)程,,安森美半導(dǎo)體還提供參考設(shè)計(jì)套件,,最大限度地縮減設(shè)計(jì)人員重設(shè)計(jì)硬件的時(shí)間。


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