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安森美半导体的行业首款单芯片移动电源方案

时间:2018-06-13 来源:互联网 关键字:首款   半导体   芯片   

随着移动设备越来越丰富的功能,耗电量却也显着增加,而消费者同时希望设备持续连接的生活方式和时尚轻薄的外形,电池续航力成为亟需解决的问题,更智能且支持快充的移动电源方案便应运而生。
移动电源,俗称充电宝,是移动电池充电器。它可从USB端口汲取电源并将电能储存起来,在移动设备需要充电时无需电源插座就可为电池提供电源。由于用户经常远离电源使用移动设备如玩游戏、看视频、发微信等,需要随时随处频繁为移动设备充电,这需求促进移动电源市场的增长。据相关市场调研机构的预测,移动电源的出货量将从2016年的不到5亿只增加到2019年的超过9亿只,市场年均增长率高达17.5%。

本文引用地址: http://power.21ic.com//ce/technical/201806/64040.html


图1:移动电源市场趋势


随着市场的不断发展,移动电源若仅仅具备简单的充电功能已无法完全满足消费者的期望,消费者普遍期待更智能的特性和更前沿的设计,尤其是移动电源的容量随着时间的推移而增加,其精密度定会提高,使电池可以尽快充满电和将不便减至最少。安森美半导体的高度集成的单芯片移动电源方案LC709501F,可实现功能丰富且更具差异化特性的智能移动电源产品,帮助移动电源供应商在市场竞争中处于有利地位。
简单且高度集成的系统架构
传统的移动电源方案通常包括微控制器(MCU)、低压降稳压器(LDO)、USB检测模块和充电稳压模块等多个元件,需要大量的设计整合时间,以及软件开发时间来处理逻辑和控制功能。安森美半导体新的单芯片方案LC709501F 将多个元件集成到单个封装,减少元件数,节省约20%的空间,实现紧凑的、超薄的高性能系统,支持平台设计,外置的FET还可扩展充电能力。该单芯片方案包括集成的电量计功能、可配置的I/O、LED驱动器、I2C接口、USB 2.0全速主机控制器,和用于外部功率MOSFET的预驱动器,提供领先业界的功率密度。


图2:移动电源之传统方案架构对比安森美半导体方案架构


 支持快速充电
为加快充电速度,缩短充电时间,市场上产生了各种快速充电标准,其规格和充电速度及输出功率如图3所示。一般而言,输出电流和输出电压越高,充电越快。安森美半导体的移动电源方案LC709501可自动检测移动设备的电池标准,并集成最佳充电方式选择功能,通过更新固件支持最新的快速充电标准,如高通快速充电QC2.0和QC3.0等专有充电协议,并可通过额外的软件支持USB PD和Type-C连接,资深用户甚至可对LC709501F重新编程以实现定制的充/放电协议,通过改变外部MOSFET支持最大12V、2.5A(30W)的输出功率等级。


图3:快速充电标准概览及比较


与移动设备通信:提供行业首款电池信息数据显示App
相信很多消费者都有过因携带的移动电源电量不足而无法为移动设备充电的恼人经历。安森美半导体的智能充电控制器LC709501支持通过USB 2.0 全速主机控制器获取移动电源电池信息如1% 步进剩余电量、电池温度、电池电流及电池健康指标(电池充放电周期数),提供行业首款电池信息数据显示App用于移动设备,让消费者通过移动设备随时知悉所携带的移动电源的各项指标,大大提高用户体验。
如图4所示,只要基于LC709501的移动电源被连接到移动设备如智能手机,创新的移动电源应用程序就自动启动,移动电源的详细运行信息及关键参数将显示在智能手机的屏幕,如移动电源电池剩余电量及动画运行、移动电源电池使用时间、剩下的充电时间、电池温度、快充开关按钮等等,并且该方案还支持移动电源供应商在该App界面显示其公司Logo。


图4:与智能手机的通信显示电池健康和充电信息


 丰富的保护机制
移动电源的安全问题不容忽视,如若其保护机制的设计不合理,将有可能引发火灾、爆炸等安全事故。安森美半导体的LC709501F提供过流检测、过压检测、安全计时器和冗余电池保护等全面的保护机制,并采用一个热敏电阻用于温度监测,增强安全性。此外,其自适应充电算法能在兼顾电池健康状态的同时,实现最大化的电荷存储容量,确保更长的电池使用寿命。
 能效测试
安森美半导体对LC709501F作了6组能效测试,6组数据的能效都超过90%,如图5所示。


图5:能效测试曲线


 总结
安森美半导体的行业首款智能充电控制器LC709501F满足消费者对随时随地为便携式电子产品充电的需求,它提供智能特性以及同类最佳的集成度,其简单的系统架构可实现紧凑的、薄的移动电源,支持平台设计,并兼容最新的快速充电标准,提供宽广的功率和5 V、9 V甚或12 V工作的电压输出范围,通过简单的FET选择,最大充放电能力达30 W,全面的保护机制增强安全性并确保电池使用寿命。最关键的是它开创了移动电源与移动设备通信的功能,可准确可靠地于屏幕显示电池信息数据,提供全新的用户体验。此外,安森美半导体还提供参考设计套件,帮助移动电源制造商最大限度地缩减重设计硬件的时间,以加速产品面市。

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