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多充電IC並行將長期存在 技術革新或將解決成本問題
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在手機電池容量長時間無法得到有效增長的當下,縮短充電時間無疑成為提升用戶體驗的有效方案。目前快充技術的滲透率已達60%左右,且近期各大廠商都陸續推出了自身的快充方案,如OPPO的super VOOC 50W閃充技術,華為Mate 20 Pro的40W超級快充等等,都極大促進了快充技術的發展。《華強電子》記者通過走訪幾家快充方案代表性廠商瞭解到,2019年快充技術有望全面發力,不僅僅體現在快充速度上,還有消費者更關心的充電方便性與安全性上。
智慧手機的龐大市場帶動了快充領域的繁榮,也吸引了眾多廠商投身其中,但快充技術也存在著一些問題需要解決。所謂快充,其最終的目的都是提高充電功率,從P=UI的公式中可以得知,目前擁有三種主流的快充方案,分別為低壓高電流、高壓低電流、高壓高電流,而這些方案的利弊各有不同。
德州儀器中國電池管理系統方案經理文司華在接受《華強電子》記者採訪時表示:“無論使用哪一種方案,都離不開關鍵的一環:電池充電管理晶片需要能夠做到既提高輸入輸出功率,又控制溫升在許可範圍內。本質上,這要求充電晶片具有更高的充電效率。應因不同的充電方案,如以上所列,充電晶片需要細分路標器件來分別優化每一種思路。比如低壓高電流,需要提供能夠並行于傳統USB適配器充電的直充晶片並且提供針對高輸入電流的輸入保護。又比如針對高壓低電流方案,晶片需要兼顧高輸入耐壓,同時要大幅提升開關式充電晶片在此種工作條件下的效率。再比如針對高壓高電流構架,進一步效率提升並且全面監控保護電池就成為必須,建議增加電池包內監控保護。”
對此,Dialog半導體公司電源轉換業務部市場行銷副總裁Scott Brown告訴記者:“較低的電流(小於3A)可以使用標準的低成本USB Type-C?充電線,其成本自然相對較低。功率高於3A的方案要求使用相對較貴的專有線纜或USB Type-C?電子標記線纜,可以支援最高5A的功率。傳統的快充技術是將更高的功率傳輸到手機中,但是用這樣較高的電壓對電池充電會導致發熱問題。低電壓、高電流解決方案,也稱為‘直充’,可以有效地將更多電量傳輸到電池中,通過克服高壓充電的一些熱限制來實現更快地充電。不過,由於直充應用需要將功率做到3A以上,則需使用專有線纜或USB Type-C?電子標記線纜,因此其成本相對較高。”
顯然各家廠商對於目前的主流充電方案都有自己的理解,而充電功率的提升也勢必會帶來發熱以及手機電池損耗等問題,針對這一點,Scott Brown認為:“發熱問題可以通過兩種不同的方式解決,這兩種方式都有成本上的代價。第一種方式是提高手機內充電的效率。通過提高效率,產生的熱量自然更少。第二種方式是提高充電效率並在手機中採用多個充電IC。這種方法的主要好處是可以在整個手機中分配熱量,這有助於減少局部熱點。無論採用以上哪種方法來解決發熱問題,方式一肯定要在成本和效率之間做一些取捨,而方式二的成本自然會增加。”
同時針對低成本的快充解決方案,德州儀器對此有獨到的理解,文司華回應記者:“在兩年前市場上出現的多個充電管理晶片並行方案不失為一種簡單有效且低風險的充電方案。這種技術‘大道至簡’,只需要利用市場上業已技術突破的大功率適配器即可。考慮到不需要對充電適配器進行很大研發投入,在總成本(適配器,線纜,充電晶片)上相對於更加激進的創新方案不落下風。實際上,並行方案會在相當長的時間記憶體在,只是逐漸從雙晶片充電演變成主/從充電晶片並行方案,並且在高端旗艦機種和中端機型中大量應用。快充是市場需求,是消費體驗提升,發熱是由此帶來的需要攻克的技術難題,短期內各種快充技術均需要新方案來解決發熱難題,而這是需要成本的,也是完全正常的。隨著快充技術的演化,充電管理晶片技術的更新換代,成本是逐漸下降的。”
隨後,在快充晶片擁有深厚技術底蘊的德州儀器也提出了自己的快充解決方案,文司華表示:“作為晶片提供商我們主要投入在高功率充電晶片的效率提升,以及電池安全監控和保護方面。這方面我們有經過廣泛市場驗證並為客戶所接受的產品。在並行充電產品中,我們提供極具競爭力的主/從充電管理晶片。主晶片可以實現普通充電管理的幾乎一切要求,比如預充電,恒流恒壓,以及充電截止;各種適配器的檢測,以實現適配器超載保護且確保系統充電始終保持‘線上’,和輸入功率的最大優化;路徑管理,以實現系統瞬態變化的從容應對。在從充電晶片方案上,我們在提升效率上獨樹一幟,成為市場最具有性能優勢和市場接受度的方案。”
在快充領域中深耕許久的Dialog對快充也有自己的見解,Scott Brown回復記者:“Dialog是當今快充領域的市場領導者,主要歸功於我們經濟高效的解決方案,以及我們的產品在製造和安全性上經驗證的成功記錄。Dialog的所有電源轉換產品都具有一個數位內核,可以集成許多複雜的保護功能,包括多層過流保護、過壓保護和輸出引腳軟短路檢測等。”
顯然,針對目前市場中不同的快充問題,各家企業都有自身獨到的解決方案,而對於快充所帶來的發熱以及成本問題,可以通過充電管理晶片技術的反覆運算,或者增加多個充電管理晶片來實現,但以目前的技術來看,想要實現溫度的有效控制則必然會導致成本的上升。

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