多充电IC并行将长期存在 技术革新或将解决成本问题

来源:华强电子网 作者: 时间:2019-02-28 15:53

多充电 ic 技术

  在手机电池容量长时间无法得到有效增长的当下,缩短充电时间无疑成为提升用户体验的有效方案。目前快充技术的渗透率已达60%左右,且近期各大厂商都陆续推出了自身的快充方案,如OPPO的super VOOC 50W闪充技术,华为Mate 20 Pro的40W超级快充等等,都极大促进了快充技术的发展。《华强电子》记者通过走访几家快充方案代表性厂商了解到,2019年快充技术有望全面发力,不仅仅体现在快充速度上,还有消费者更关心的充电方便性与安全性上。

  智能手机的庞大市场带动了快充领域的繁荣,也吸引了众多厂商投身其中,但快充技术也存在着一些问题需要解决。所谓快充,其最终的目的都是提高充电功率,从P=UI的公式中可以得知,目前拥有三种主流的快充方案,分别为低压高电流、高压低电流、高压高电流,而这些方案的利弊各有不同。

  德州仪器中国电池管理系统方案经理文司华在接受《华强电子》记者采访时表示:“无论使用哪一种方案,都离不开关键的一环:电池充电管理芯片需要能够做到既提高输入输出功率,又控制温升在许可范围内。本质上,这要求充电芯片具有更高的充电效率。应因不同的充电方案,如以上所列,充电芯片需要细分路标器件来分别优化每一种思路。比如低压高电流,需要提供能够并行于传统USB适配器充电的直充芯片并且提供针对高输入电流的输入保护。又比如针对高压低电流方案,芯片需要兼顾高输入耐压,同时要大幅提升开关式充电芯片在此种工作条件下的效率。再比如针对高压高电流构架,进一步效率提升并且全面监控保护电池就成为必须,建议增加电池包内监控保护。”

  对此,Dialog半导体公司电源转换业务部市场营销副总裁Scott Brown告诉记者:“较低的电流(小于3A)可以使用标准的低成本USB Type-C?充电线,其成本自然相对较低。功率高于3A的方案要求使用相对较贵的专有线缆或USB Type-C?电子标记线缆,可以支持最高5A的功率。传统的快充技术是将更高的功率传输到手机中,但是用这样较高的电压对电池充电会导致发热问题。低电压、高电流解决方案,也称为‘直充’,可以有效地将更多电量传输到电池中,通过克服高压充电的一些热限制来实现更快地充电。不过,由于直充应用需要将功率做到3A以上,则需使用专有线缆或USB Type-C?电子标记线缆,因此其成本相对较高。”

  显然各家厂商对于目前的主流充电方案都有自己的理解,而充电功率的提升也势必会带来发热以及手机电池损耗等问题,针对这一点,Scott Brown认为:“发热问题可以通过两种不同的方式解决,这两种方式都有成本上的代价。第一种方式是提高手机内充电的效率。通过提高效率,产生的热量自然更少。第二种方式是提高充电效率并在手机中采用多个充电IC。这种方法的主要好处是可以在整个手机中分配热量,这有助于减少局部热点。无论采用以上哪种方法来解决发热问题,方式一肯定要在成本和效率之间做一些取舍,而方式二的成本自然会增加。”

  同时针对低成本的快充解决方案,德州仪器对此有独到的理解,文司华回应记者:“在两年前市场上出现的多个充电管理芯片并行方案不失为一种简单有效且低风险的充电方案。这种技术‘大道至简’,只需要利用市场上业已技术突破的大功率适配器即可。考虑到不需要对充电适配器进行很大研发投入,在总成本(适配器,线缆,充电芯片)上相对于更加激进的创新方案不落下风。实际上,并行方案会在相当长的时间内存在,只是逐渐从双芯片充电演变成主/从充电芯片并行方案,并且在高端旗舰机种和中端机型中大量应用。快充是市场需求,是消费体验提升,发热是由此带来的需要攻克的技术难题,短期内各种快充技术均需要新方案来解决发热难题,而这是需要成本的,也是完全正常的。随着快充技术的演化,充电管理芯片技术的更新换代,成本是逐渐下降的。”

  随后,在快充芯片拥有深厚技术底蕴的德州仪器也提出了自己的快充解决方案,文司华表示:“作为芯片提供商我们主要投入在高功率充电芯片的效率提升,以及电池安全监控和保护方面。这方面我们有经过广泛市场验证并为客户所接受的产品。在并行充电产品中,我们提供极具竞争力的主/从充电管理芯片。主芯片可以实现普通充电管理的几乎一切要求,比如预充电,恒流恒压,以及充电截止;各种适配器的检测,以实现适配器过载保护且确保系统充电始终保持‘在线’,和输入功率的最大优化;路径管理,以实现系统瞬态变化的从容应对。在从充电芯片方案上,我们在提升效率上独树一帜,成为市场最具有性能优势和市场接受度的方案。”

  在快充领域中深耕许久的Dialog对快充也有自己的见解,Scott Brown回复记者:“Dialog是当今快充领域的市场领导者,主要归功于我们经济高效的解决方案,以及我们的产品在制造和安全性上经验证的成功记录。Dialog的所有电源转换产品都具有一个数字内核,可以集成许多复杂的保护功能,包括多层过流保护、过压保护和输出引脚软短路检测等。”

  显然,针对目前市场中不同的快充问题,各家企业都有自身独到的解决方案,而对于快充所带来的发热以及成本问题,可以通过充电管理芯片技术的迭代,或者增加多个充电管理芯片来实现,但以目前的技术来看,想要实现温度的有效控制则必然会导致成本的上升。



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