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如何選擇充電模塊的芯片?

Simon觀察 ? 來源:電子發燒友 ? 作者:黃山明 ? 2024-12-25 00:18 ? 次閱讀

電子發燒友網報道(文/黃山明)充電模塊的芯片方案有很多,比如有線的PD、QC、AFC、FCP等,無線的Qi系列等等。包括目前已經有不少兼容PD和QC快充充電器方案,可以具備廣泛的使用場景,例如小家電產品中。

同時QC、PD統統支持的方案通用性更強,例如采用高壓電流的快充方案,假設版本是QC4+,功率最高28W,并且兼容了PD3.0(PPS)協議。市面上很多使用高通驍龍SoC的芯片都支持這種快充方案。

但如何選擇好的方案,以及這些方案到底適不適合做進產品中,為此電子發燒友網列舉了一些市場中的相關方案,以供參考。

市場中的充電模塊芯片方案

XKT412-20是一款由芯科泰推出的無線充電模塊芯片方案,此模塊采用磁控作為發射的開關,能夠將發射空載電流降低,空載電流僅為100μA。發射工作電壓為5V,接收輸出電壓電流為5V/500mA。芯片采用寬電壓自適應控制功能,結合極少的外圍電路便可實現無線充電功能。

這款方案可以為一些藍牙耳機、智能手環等小型設備提供穩定的充電電源。在實際應用中,XKT412-20的小巧體積和高效性能,使其在便攜式電子設備的充電領域具有廣泛的應用前景。

智融推出的SW1106是一款用于65W超薄氮化鎵快充的芯片方案。在體積方面,智融65W 3C口快充方案小巧扁平,實測三維僅814612mm,功率密度約為1.42W/cm3,重量約為57g,滿足了消費者對于便攜充電器的需求。

在芯片功能上,充電器初級主控芯片SW1106是一顆支持增強型氮化鎵開關管直驅的高頻反激準諧振控制器,芯片內部集成700V高壓啟動電路和X電容放電功能。集成氮化鎵驅動器,驅動電壓為6V,可直接驅動增強型氮化鎵開關管。運行在帶谷底鎖定的谷底開啟工作模式,并集成頻率抖動功能以優化EMI性能,支持突發模式。供電采用雙VDD供電設計,在輸出電壓USB PD寬輸出場合降低控制器的功率損耗。

由振邦微推出的FS4052是一顆適用于單節鋰電池的充電管理芯片,它采用開關型的工作模式,能夠為單節鋰電池提供快速、高效且簡單的充電管理解決方案。

FS4052輸入電壓范圍為4.7V-5.5V,恒壓/恒流模式充電,1MHz(Typ)固定開關頻率,充電效率高達90%以上。內置防倒灌功能,不需要額外的外部二極管。還設計有欠壓保護、芯片過溫保護等保護功能。提供SOP8-EP封裝。該芯片可用于備用電源、便攜式設備、鋰電池充電器、手持設備等。其出色的性能和穩定性,使得它在鋰電池充電管理領域具有較高的競爭力。

泛海微推出的FS68001B是一款專門針對符合Qi標準無線接收要求的發射器。模塊符合WPC1.1標準,性能穩定,待機功耗低。采用獨特的PWM調制模式,使得轉換效率大幅提升。輕松實現無線帶來的方便,模塊輸出效率高,內置發射功率與無線接收功率比對,更能準確控制發射能量的損失。模塊元器件數量少,性價比高,非常適合用于符合Qi標準各類無線充電設備上。比如用于帶無線充電功能藍牙音響設備中或用于移動電源等。

該方案參數主要為,協議WPC1.2,輸入5V/1.5A,輸出5W,效率≧72%,有效距離≦10mm,工作頻率110 - 205KHZ,支持異物檢測、過流保護、過溫保護、智能識別。穩定的無線充電方案,可以達到性能需求,完全實現高速度的無線充電技術。可根據需求定制方案ODM/OEM。

PN7724是由驪微電子提供的一款用于無線充電的智能功率芯片方案,該芯片集成了驅動及四顆高效功率級場效應管,內置自舉高壓PMOS,內置5V/30mA LDO,具有自適應死區功能,還集成了欠壓保護和過溫保護功能。芯片采用SOP8-PP封裝,具有良好的散熱性能。

該芯片搭配一顆通用MCU即可實現10W無線充電功率發射,具有高集成度、高轉換效率、SOP8-PP功率封裝、安全可靠等特點。將全橋4顆功率開關管、驅動電路、LDO集成于一顆單芯片上,實現功率模塊全集成。

能顯著減小寄生參數,降低關斷損耗;受益于自適應死驅調節技術,諧振電流更多時間流過MOS溝道,減小導通損耗。僅8個引腳,應用簡單;功率封裝底部散熱片可大面積敷銅散熱,顯著降低芯片及PTx溫升。不論MCU輸出信號是否異常,PN7724內部高低側MOS只有一個管子處于導通狀態,徹底避免直通炸機。

小結

充電模塊芯片方案豐富多樣,不同的芯片方案具有各自獨特的特點和優勢。需要關注充電技術與協議兼容性,依據目標設備支持的充電標準,如PD、QC等,優先選擇多協議且具前瞻性、能兼容未來新協議或更高功率需求的芯片方案。其次是功率要求,根據設備功率需求確定芯片輸入輸出功率范圍,重視功率轉換效率及動態功率調整功能。

安全性與可靠性至關重要,芯片應具備過壓、過流、過溫、短路等保護功能以及良好電磁兼容性,且優先選用知名品牌、口碑佳的產品。集成度方面,高集成度可減少外圍元件數量、簡化設計,同時要確保外圍元件易獲取且兼容。成本因素涵蓋芯片成本、BOM成本及量產成本,在滿足性能前提下追求性價比。最后還需結合應用場景和特殊要求,如考慮使用環境、尺寸空間限制以及特殊功能需求等,全面權衡后選出最適宜的充電模塊芯片方案。


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