電子發燒友網報道(文/黃山明)隨著生活中用電產品的增多,以及新能源汽車的盛行,對儲能產品的需求也在與日俱增,尤其是對大容量的儲能產品要求越來越高。而容量的增大,也需要快充技術的配合,這時候一顆好的快充芯片便至關重要。
同時伴隨儲能技術的發展,對能量轉換效率提出了更高的要求,快充芯片需要具有更高的功率轉換效率,以減少在快速充電過程中的能量損失,降低發熱并提高整體系統的能效。并且快充需要支持更高充電功率,如200W甚至更高功率等級的快充技術。
快充芯片也應具備動態識別電池狀態,并實時調整充電電壓和電流的能力,確保在接近滿充時能精確控制充電速率,避免過充帶來的安全風險。同時內置多重安全保護機制,防止因快速充電導致的電池過熱、過壓或過電流,延長電池壽命。
由于儲能設備往往需要處理不同電壓等級的輸入輸出,快充芯片需具備寬范圍的電壓適應能力,以及兼容多種充電協議,以便靈活應用于不同的應用場景和設備。還有儲能設備的小型化趨勢,快充芯片的設計也要求更加緊湊,集成更多的功能,并盡可能減小封裝尺寸,以適應便攜式儲能設備的空間限制。
此外,針對目前儲能產品的發展趨勢,對快充芯片還要求具備更高的穩定性與可靠性,同時在擁有高性能的同時,也要保持合理的價格水平,以利于大規模商業化應用。最好還能支持多種快充協議,并集成多種功能。
國內外的儲能快充解決方案
國內外在儲能快充芯片領域有多家公司推出了具有代表性的產品,這些芯片通常具備高集成度、支持多種快充協議、高精度的電壓和電流控制、高效率、內置保護功能等特點,適用于便攜式儲能電源、快充充電器等產品。
國外代表企業如TI、ADI、Microchip、Infineon、ST等都推出了多款相關快充芯片產品,如TI的BQ25619支持多種快充協議,包括USB PD、Qualcomm Quick Charge等。它具有高精度的電流和電壓控制,以及熱管理和電池保護功能。
類似的還有如ADI的ADP2320、Microchip的MCP73831、Infineon的XDPS2200以及ST的STUSB4500。在設計上都具備許多共同的特點,如支持多種快充協議,以適應不同的充電需求和設備;擁有高集成度設計,減少了外部組件的數量,降低了系統成本和空間占用;具備高精度的電壓和電流控制,優化了充電效率和電池壽命;基本都內置保護功能,如過流、過壓、過溫和短路保護,確保了充電過程的安全性等。
國內在儲能快充芯片這一塊也有許多成熟的解決方案,如南芯半導體的SC9711,支持40V輸入耐壓,6A輸出電流,65W以上功率輸出。支持PD3.0和PPS快充協議,華為FCP/SCP,三星AFC快充,蘋果2.4A充電。支持兩顆芯片相互通訊,無需MCU控制,實現單口最大功率輸出,雙口同時輸出時自動功率分配功率。
芯海科技的CSU3AF10系列,支持USB PD3.0與UFCS等快充協議,同時兼容華為SCP、FCP、三星AFC、VOOC、Apple2.4等多種市面主流快充私有協議,內置了8位RISC內核,集成了32K*16位的FLASH存儲器和2K SRAM,支持兩路獨立的Type-C口,同時集成了ESD8KV保護、LATCHUP 400保護,以及為Flash存儲器提供的安全策略。
還有如英集芯IP2726,支持Type-C DFP、PD2.0、PD3.0、PPS、QC4+、QC3.0、QC2.0、FCP、AFC、SCP、MTK PE+、Apple2.4A、BC1.2以及三星2A等協議。具有高集成度和豐富的功能,在應用時僅需極少的外圍器件。
沁恒微電子的CH235S,是一顆Type-C單口快充協議芯片,支持PD3.0/2.0、PPS等Type-C快充協議,以及BC1.2等Type-A快充協議。集成VBUS檢測與放電功能,提供欠壓、過流、過溫保護功能。
當然這里只是統計了部分國內的快充芯片,還有許多優秀快充產品因為篇幅限制并未列入其中。從上述產品可以看到,這些快充芯片廣泛應用于充電器、移動電源、車充等產品中,提供高效、靈活且安全的快速充電解決方案。
并且一款好的儲能快充芯片的設計是一個復雜的過程,需要結合最新的技術標準、市場需求以及安全和性能要求,不斷創新和完善,以滿足用戶對快速、安全、便捷儲能解決方案的需求。
小結
快充芯片通常應用于新能源汽車、移動電源、輕儲能等領域,它們還需要滿足特定的行業標準和安全規范,以保證設備的可靠性和用戶的安全。在選擇快充芯片時,還應關注芯片的市場應用前景、國產化率提升空間以及與BMS的兼容性等因素。隨著技術的不斷進步和市場需求的增長,快充芯片的研發和應用將持續推動儲能技術的發展。
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