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擺脫“電量焦慮”,延長續(xù)航快速充電的秘訣在此

analog_devices ? 來源:未知 ? 2023-06-30 18:05 ? 次閱讀

AI技術的逐漸普及,數(shù)字化進程滲入人們的日常生活中,便攜式消費類產(chǎn)品也從過去的單一化邁向多功能,在日常娛樂、醫(yī)療保健等諸多領域占據(jù)了廣泛市場。而集成的功能越來越多,對電源管理帶來了諸多挑戰(zhàn),特別是由于內(nèi)置電池容量通常偏小,而設備又需要長時間工作,低功耗電源管理與快速充電成為此類設備設計的關鍵考慮因素。

小尺寸高性能電源管理IC,長續(xù)航關鍵所在

以TWS耳機、可穿戴設備手表為例,消費類產(chǎn)品在保持輕巧造型設計的前提下,迫使電子電路需要在極小的尺寸以內(nèi),這也推動了包括電源管理IC在內(nèi)的半導體解決方案的集成化趨勢,功率器件的占板面積和封裝應做到盡可能小,高轉(zhuǎn)換效率也是一個關鍵的設計要素。

ADIMAX77659作為一款高度集成的單電感多輸出(SIMO)電源管理芯片,具有高效和低功耗的特點,內(nèi)置了一個雙輸入的SIMO升降壓控制器,提供了一個充電通道和三個可獨立編程的通道,其中這幾個通道共用一個電感,能夠節(jié)省60%的元器件和減小50%的方案尺寸。該芯片還集成了兩個支持輸入、輸出的GPIO口和一個模擬多路復用器,可將多個內(nèi)部電壓、電流信號向外部傳輸,方便外部數(shù)模轉(zhuǎn)化器對電流、電壓的實時監(jiān)控。雙向I2C 串行接口可對設備的狀態(tài)進項監(jiān)測和配置,內(nèi)部開/關控制器為監(jiān)測模塊提供受控啟動序列,并在監(jiān)測模塊啟用時進行監(jiān)測。

601aeda4-172d-11ee-962d-dac502259ad0.pngADI SIMO技術可支持微小尺寸的耳戴式和可穿戴產(chǎn)品

MAX77659通過調(diào)節(jié)器的控制,在滿載情況下效率最高可達91%,在輕載的情況下靜態(tài)電流為5μA,該芯片還可通過裕量控制降低壓降減少熱損耗。MAX77659采用了WLP封裝工藝,規(guī)格大小為2.55mm*2.37mm*0.5mm,整體體積非常小,可在便攜式消費類產(chǎn)品的充電方案中應用,與傳統(tǒng)充電速率相比提高近4倍的充電速度。

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值得一提的是,如果某一個功能元件對電源的要求非常敏感,MAX77659 也提供了一個LDO 來額外地提供PSRR(電源抑制比),能大幅度降低噪聲。100mA的LDO可對紋波進行調(diào)制,同時LDO也可以充當負載開關使用,以便在閑置狀態(tài)時于外部模塊斷開連接降低功耗。

除此之外ADI還有著廣泛的SIMO PMIC產(chǎn)品組合,如MAX77640/MAX77641和MAX77680/MAX77681,它們將電源管理電路的尺寸縮小了近一半,同樣廣泛支持可穿戴產(chǎn)品、智能家居等空間受限的設備應用。

USB-C 快充如何也能又快又安全?

消費類產(chǎn)品除了需要優(yōu)秀的電源管理IC外,像目前大多數(shù)筆記本電腦、手機都開始采用USB-C這種小尺寸、通用的連接器以實現(xiàn)多向數(shù)據(jù)傳輸和供電,不僅讓設備保持日常運行速度,小尺寸設計亦可提供高效率和安全性。而隨著5G無線通信、4K視頻等新的技術不斷被應用于消費類產(chǎn)品,設備正在從單電池供電架構轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電池(2S)供電架構。轉(zhuǎn)變后的系統(tǒng)要求通過USB-C PD傳送更高的功率,并以更大的功率充電(25W或更高)。


一款帶有USB Type-C接口用于充電的手機

盡管USB-C PD系統(tǒng)能夠滿足快充需求,但為了符合USB-C規(guī)范,需要使用多款器件以及定制化固件,開發(fā)時間可能長達數(shù)月。利用ADI的MAX77958 USB-C PD控制器,設計者即刻擁有開箱即用的USB-C PD兼容方案,可將設計時間縮短3個月,同時利用MAX77962升/降壓充電器將方案尺寸減小一半。

MAX77958獨立的USB-C PD控制器提供開箱即用的USB-C PD 3.0兼容方案,支持快速角色交換(FRS)和雙角色端口(DRP),集成了傳統(tǒng)USB-C控制器中通常沒有具備的功能,例如BC1.2檢測和D+/D-開關,以支持傳統(tǒng)USB端口。為支持高可靠性設計,IC可承受28V VBUS額定電壓,提供CC引腳短路保護、潮濕檢測有助于預防腐蝕。

MAX77962則支持新的USB-C PD系統(tǒng)設計,可利用5V至20V輸入電壓對2S Li+電池進行快速充電。MAX77962集成高壓FET (30V最大額定電壓),能夠提供28W充電功率,且尺寸只有其他28W充電方案的一半。該升/降壓型充電器可以接受3.5V至23V輸入電壓范圍,支持USB-C PD以及傳統(tǒng)USB電源。

由此可見,MAX77962升/降壓型充電器和MAX77958 USB-C PD控制器非常適合游戲機、增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實(AR/VR)設備、攝像機、無線揚聲器、便攜式打印機、手持式計算機,以及工業(yè)設備和醫(yī)療器械等設備的快速充電應用。

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電源管理芯片相當于電子設備的“心臟”,性能的好壞與電子設備的性能和可靠性直接掛鉤。目前的消費類電子產(chǎn)品需要更短的充電時間、穩(wěn)定的電壓和可靠的電池監(jiān)測功能,高效的PMIC必須以適于消費類電子的小型封裝提供便捷通用的解決方案,并配以最佳的性能和最高的效率來為系統(tǒng)設計人員提供更高的價值。

作為業(yè)界領先的半導體公司,ADI正努力響應技術和市場趨勢,實現(xiàn)高效的電源管理并將其集成到設備中,同時提供快速安全的充電解決方案,并行讓用戶告別“電量焦慮”,為便攜式消費類產(chǎn)品確保良好的用戶體驗。


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