Dialog推出USB-PD快充和RF无线充电IC,引领移动设备充电风潮
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据Dialog的内部资料:快速充电智能手机市场的复合年均增长率已经达到了65%,未来3年内一半智能手机都将支持快速充电。快充芯片市场的年复合增长率也达到了68%,而Dialog趁势已经长期市场份额拓展到了~50%。除快充外,代表未来的RF无线充电技术也日趋成熟,Dialog携手energous已经推出无线充电IC…
近日Dialog在深圳召开了名为“充电日”的活动,展示了最新的快充和无线充电产品,Dialog公司CEO Jalal Bagherli博士、新兴产品业务部总经理Mark Tyndall、电源转换业务部总经理Davin Lee以及移动系统业务部总经理Udo Kratz均出席并发表了精彩的演讲。
左→右:新兴产品业务部总经理Mark Tyndall、电源转换业务部总经理Davin Lee以及移动系统业务部总经理Udo Kratz
转换效率高达98%的自适应直充解决方案
在2015年前,移动设备一般使用传统的USB充电,适配器电压通常为5V,而设备电量一般位2500mAH,主充电器的效率可以达到89%。而后,电池容量不断增大,300mAH的设备已经屡见不鲜,近两年内快充技术出现,移动设备可以通过单向通信,让适配器的电压从5V提升至9V,并行充电器的效率也可以达到92%。而现在,Dialog又推出了一款超高转换率的DC/DC芯片,它可以思想高达98%的效率,并且工作温度一直保持在40℃以下(6A充电电流)。通过设备端与充电器端的双向通信,适配器的电压可以在6V~10V之间实现自适应。
基于DA9318,Dialog推出的全新的自适应解决方案。这是一种高电压快充方案,将DA9318与主充电IC并联在一起,适配器的3A电流进来流过OVP之后,可以转换为双倍大电流6A。因此此方案中充电线缆可以使用3A USB线缆,类比市面上某些方案,对线材要求较高,不仅给用户造成较高使用成本,而且也不能做到完全覆盖。
高转换率、低发热量和成本的节约是DA9318的三大优势,目前该系列有DA9318L和DA9318M两款不同型号,分别支持8A/35W和10A/44W最大需求。
上文中已经提及到,目前移动设备有着电池容量越来越大的趋势,而为了更快完成充电过程,则需要更高功率的转换器。但是功率提高了,体积上厂商还是希望能控制的越小越好。这就给接口IC带来了更高功率密度、更低散热量和更小损耗率的要求。传统的充电方案中,仅仅需要一颗Dialog的侧控制器IC,而在快充方案中,则需要3个IC才能完成。
Dialog因此获得了更多的芯片出货,然而是不是客户的成本就会提高很多呢?Davin Lee解释到:“和非快充的普通适配器相比的话,的确是三个芯片加在一起的成本是要高一些。但是和其他竞争对手的快充产品来比的话,我们的价格是差不多的。”
无MCU的USB-PD快充方案
目前快充市场上协议纷繁,各家在快充技术上各执一词,而Dialog能够满足绝大多数客户的需求。不过合久必分,分久必合,将快充协议推向统一才能实现真正大范围商用。谷歌已经开始强制各家使用USB-PD来作为快充统一标准。Dialog准确把握住这一市场趋势,率先推出了可以快速实现商用的USB-PD协议接口IC——Iw656。
从上表中我们可以看出,Dialog是目前市面上唯一一家推出无MCU的USB-PD协议IC。目前USB PD的规划已经稳定,考虑到大规模商用成本、易用性的需求,无MCU的USB-PD接口IC才是真正的市场需求。Dialog拿掉了音频和视频的传输功能,使其更加适用于充电应用上的设计。相信不久后上表中别的厂商也会相继推出类似方案。Davin Lee表示,iW656中没有用MCU来控制逻辑而是使用状态机,这种部署减少了物料清单和成本。从客户角度来说,采用我们的解决方案来开发USB PD更简单,因为没有MCU,所以不需要任何编程。最重要的是,我们的解决方案满足了所有USB PD的要求。
RF无线充电已经可以满足可穿戴充电需求
无线充电毫无疑问是充电技术发展的最终方向,此前曾有Qi为代表的无线充电方案,不过因为其距离的局限性,用户体验并不好,所谓的无线充电变得鸡肋无比。而现在Dialog所推崇的这项RF无线充电技术,则是货真价实的无线充电方案。不过这种技术目前还不成熟,仅可支持小功率短距离内的充电,对于耳机、手环等可穿戴小设备而言,非常不错;而对于大电池容量的手机和平板电脑而言,功率太小充电太慢,或许我们还得等上1年的时间。
这种无线充电方案叫做WattUp,射频频道为5.8GHz,略高于WiFi频段,因此不会产生任何干扰现象。设计者可以使用低成本的PCB天线(FR-4 PCB即可)来代替昂贵的线圈,非常类似于WiFi和蓝牙的天线。超小的体积可以嵌入到任何设备中。目前这种技术可以实现近场、中场和远场三种场景。中场可达0.9M,远场可达4.5M。现在技术实现已经没有任何问题,但是在传输功率和效率上仍然需要很大的提高。据Mark Tyndall介绍,仅仅从RF输入到DC输出的效率这方面来看的话,如果功率是24 dBm,也就是大概250毫瓦,效率大概54%。如果功率是27 dBm,500毫瓦,效率是48%。
据悉,在近场情况下可以实现传统感应式充电,而中场则转变为绢流充电。无线充电采用了波束成形技术,对多台需要充电的设备使用串联,因此没有数量限制。目前WattUp技术的中场无线充电还未获得FCC批准,相信在那之后,将会有一大波使用此技术的小型智能设备出现。
USB-PD快充有望在今后两年内占领绝大部分快充市场,未来随着充电功率问题的突破,RF无线充电相信也会从小型设备开始逐渐普及开来。从这两方面来看,Dialog在移动设备充电市场上已经抢占市场先机。