无线充电技术进入加速发展时期

智能手机已经是每个人生活中的必需品了,不过最近没有什么品牌可以真正掀起科技界的狂潮,就连苹果自己也无法摆脱这样的怪圈,经过市场调查,无线充电和快充成为许多年轻人购机的理由之一,在手机电池越来越难以支撑大家的使用需求后,什么快充,闪电快充之类的技术开始进入人们的视野,但无线充电技术则真正让人觉得科技感十足,只需要将手机摆上底座就可以自动充电,在摆脱了各种数据线的折磨后,也大大提升和了安全性,锂电池爆炸这种事情,也不用再担心会发生.

并且在充电效率上远超普通的充电器,方便、安全、高效,这就是无线充电技术深得人心的地方,不过对于喜欢边充电边玩的朋友来说,这反而是一个很鸡肋的功能,但不可否认,越来越多的旗舰手机开始具备这一功能,而未来相信这也会是各种手机的标配.

不久前,Dialog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、DC/DC充电与电源管理新品,以及RF无线充电方案,Dialog公司CEO(首席执行官)Jalal Bagherli博士称,该公司在PMIC(电源管理芯片)市场占有约20%的智能手机市场份额,专利的RapidCharge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.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电池,就需要更高功率的适配器(如图1)

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USB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.芯片组供应商高通的QuickCharge QC2.0和QC3.0,联发科技的Pump Express、Pump Express+和Pump Express+ 2.0.

2.OEM(原设备厂商)部署各自专用协议,例如三星和华为。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%效率的无电感电源转换器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和无线充电..

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,因此充电电流为6A时,设备温度小于40℃。在适配器端有iW1781、iW676、iW656芯片

小编有话说:无线充电技术的出现,代表着当今手机科技正在进入高速发展的时期,在没有了乔布斯之后,我们依然还可以看到新型技术在智能手机上的应用和体验,唯一的缺点,就是这些技术让手机变得非常昂贵,特别在即将到来的5G时代,我们将看到无线充电和快充开始飞速的发展状大,大家一起拭目以待!

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