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快速充电和RF无线充电成新宠

发布时间:2020-08-01 15:35:46

不久前,公司在深圳举办了充电技术研讨会,介绍了手机等移动产品用AC/DC、充电与新品,以及RF方案。Dialog公司CEO(首席执行官)Jalal Bagherli博士称,该公司在PC(电源管理芯片)市场占有约20%的智能手机市场份额。专利的RadCharge技术占有约70%的智能手机电源适配器市场份额。此外,公司还有全新的RF无线充电和GaN电源适配器等技术。

针对RapidCharge的AC/DC电源转换器

早期的便携式电源适配器采用分立器件的解决方案。由于更高性能的智能手机不断采用更大容量的,就需要更高功率的适配器(如图1)。

快速充电和RF无线充电成新宠

据Dialog公司估计,快充是增长最快的AC/DC市场(如图2),从2015到2019年间的年复合增长率达68%。快速充电技术之所以发展,因为克服了连接器的局限性,能够以更快速度对较大的移动设备进行充电。

通常电源适配器的大小由两个因素决定:1.内部元件的物理尺寸,2.在转换过程中散掉由于功率损耗所产生热量的能力。因此,更高的功率密度需要更小尺寸的元件和更有效的解决方案。

传统的电源适配器正向智能电源适配器转变,主要特征是按需提供更高的电压,另外,高集成度的有源解决方案正不断取代浪费能源的无源器件。

另外,快速充电市场也涌现了各种快充协议,主要有三大类:1.芯片组供应商的QuickCharge QC2.0和QC3.0,技的Pump Express、Pump Express+和Pump Express+ 2.0。2.OEM(原设备厂商)部署各自专用协议,例如和。3.USB-PD,最初是针对计算机设备而设计,现在已在移动设备中应用。

Dialog是快充市场的先驱,搭载高通和联发科技快充协议的产品率先上市,是率先提供华为FCP专有快充技术的企业,率先出货5亿单元的快充芯片组,被设计到首批针对移动市场的USB-PD(供电)电源适配器中。

快充的另一大挑战是所有OEM厂商都关心保护和安全问题。Dialog专有的SmartDefender技术能够在发生故障时降低功率,这样可以降低线缆和连接器过热的风险,已应用于Dialog所有RapidCharge产品中。

在USB PD接口产品方面,“Dialog的iW656是首款针对便携式电源适配器优化的USB PD,”公司高级副总裁兼电源转换业务部总经理Davin Lee说。优势是取消了不适用于电源的功率,例如音频模式;并且为低成本而进行了优化。

针对移动系统的DC/DC电源管理

据IDC报告,2015年~2019年可服务市场以15%的年复合增长率增长(图3)。不断提高的处理器性能和优化的尺寸,推动扩大PMIC可服务市场。Dialog高级副总裁兼移动系统业务部总经理Udo Kratz称,在此方面Dialog的突破性技术是超高效电池充电。

多年来,Dialog在PMIC方面有一些旗舰产品和重要合作。例如,2013年Dialog推出用于多核处理器的DA9210可扩展PMIC,采用了行业领先的12A多相架构。2015年推出DA9214旗舰PMIC,采用20A多相。2017年推出全球首款10A、98%效率的无电源转换器DA9313。2017年还与展讯通信公司在混合信号领域建立战略合作伙伴关系,Dialog SC2705 PMIC采用SC9861G芯片组。

关于充电IC,当前快速充电智能手机增长迅速,据Dialog内部统计,2015年到2019年的年复合增长率为65%。预计未来三年内,所有智能手机中的一半将支持快速充电。

快速充电和RF无线充电成新宠

业界对快充的响应:一方面是更大容量的电池,从2500mAh转到4000mAh,另一方面是快充标准,诸如USB-PD、QC3.0、PumpExpress、AFC(三星)、FCP(华为)等。

关于快充技术演变,2015年之前是传统USB充电,适配器电压为5V,主流手机电池容量为2500mAh,主充电器的效率为89%左右。2015~2017进入高压快充阶段,适配器电压从5V上升为9V,主流电池容量为3000mAh,并行充电器(注:电源线不仅供电,还有从手机到适配器的单向通信)的效率达92%。此时Dialog推出了专利的Rapidcharge技术。不过充电时手机面临着过热和进一步提高效率的难题。为此Dialog推出自适应直充的解决方案,是端到端方案:在手机端有DA9318芯片,可以实现4000mAh电池容量下、98%的效率,因此充电为6A时,设备温度小于40℃。在适配器端有iW1781、iW676、iW656芯片。

RF无线充电

今天的无线充电仍是感应式或基于谐振线圈的无线连接,但Dialog推出了颠覆性的基于RF的无线连接方案。这主要因为Dialog与Energous进行了战略性投资合作,成为了Energous的WattUp技术的独家供应商,由Dialog开发销售Energous公司的WattUp技术。目前发射器和接收器芯片组已上市。

“WattUp无线充电技术有诸多优势。”Dialog公司发展和战略高级副总裁,兼新兴产品业务部总经理Mark Tyndall分析道:1.基于RF(天线)的技术实现了真正的远距离空间自由度,用低成本()天线代替昂贵的线圈;2.更小更薄的外形,可以集成到更小的器件中;3.“放下即充”的用户体验;4.充电范围从近距离接触到远距离向多个设备进行充电,有近场、中场和远场三种方案,最远可达4.5米。

“Energous的技术是5.8GHz,比WiFi频段要高一点。这个技术可以在任何的ISM的频段运行,所以这可以在世界任何地方使用。”Dialog公司企业战略高级总监Mark Hopgood指出。

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