單芯片降/升壓電池充電控制器讓適配器變身“全能充”
2017-09-04
作者:于寅虎
來源:電子技術(shù)應(yīng)用
編者按:日前,德州儀器公司發(fā)布了一款業(yè)界首發(fā)的電池充電控制器bq25703A和bq25700A,采用這款新型控制器的電池充電適配器可以通過USB Type-C或者USB PD接口,向包括筆記本電腦、手機(jī)、無人機(jī)等采用不同界面或不同串?dāng)?shù)電池組的電子產(chǎn)品充電,而這將大大提高消費者的充電使用體驗。日前,德州儀器電池管理產(chǎn)品中國市場和應(yīng)用部經(jīng)理文司華詳細(xì)介紹了這款業(yè)界首創(chuàng)的降壓-升壓電池充電控制器。
這是一款可讓適配器實現(xiàn)“全能充”的創(chuàng)新產(chǎn)品
眾所周知,以往手機(jī)和筆記本電腦都會有不同的充電適配器,適配器廠商的產(chǎn)品沒有辦法實現(xiàn)為不同設(shè)備充電。主要的技術(shù)原因就是業(yè)界沒有一款可以覆蓋不同電子串的充電控制器,因為只有這樣的充電控制器才可以靈活適配不同的終端。
文司華表示,此次德州儀器發(fā)布的單芯片降壓-升壓電池充電控制器bq25703A是第一次發(fā)布的一款跨界的產(chǎn)品。以前要做充電器的話,要么就是為筆記本電腦做,要么為手機(jī)做。從來沒有一款這樣的產(chǎn)品,所以它是比較新穎的產(chǎn)品,對TI來說它的意義非常重大。
可能在市面上之前有見過叫升降壓產(chǎn)品,只是DC/DC的,不能夠給電池進(jìn)行充電的,而這個產(chǎn)品的特點是電池的充電器,另外它是充電控制器。如果不是控制器的話,內(nèi)置集成的充電產(chǎn)品,主要指MOS管,集成在內(nèi)部的,對于集成的產(chǎn)品,它的電流范圍是有限的,因為你不可能把所有的東西集成在一起,又讓它去做很大功率的運作,所以這個作為控制器的話,它的MOS管在外部的,意思就是說我們要支持的功率范圍是非常寬泛的,無論小一點功率的,還是大的功率。
這個產(chǎn)品是1到4串的,單節(jié)的話目前主要就是手機(jī)用的,1到4串中,尤其是2串、3串、4串會在超級本、筆記本電腦、平板電腦上經(jīng)常得到應(yīng)用。它是一款升降壓的產(chǎn)品,意思就是我們輸入電源和輸出部分,它的電壓差是可以正的,可以是負(fù)的,也可以是持平的,它可以進(jìn)行無縫的電源轉(zhuǎn)換,而且它是電池充電的控制器。
在電池管理與USB領(lǐng)域具備領(lǐng)先創(chuàng)新能力
作為重要的產(chǎn)品線之一的電源管理,德州儀器擁有非常先進(jìn)的電池算法,以及豐富的生態(tài)系統(tǒng),能夠通過各種設(shè)計套件,參考設(shè)計,包括軟件的支持,能夠幫到客戶。
文司華表示,德州儀器公司約有二百多位電池專家,其中不乏電池算法或者化學(xué)方面的頂尖專家,能夠為整個電池行業(yè)帶來高效持久安全的電池應(yīng)用。
德州儀器在USB領(lǐng)域一直在持續(xù)創(chuàng)新,目前在USB之前已經(jīng)耕耘了20多年,長期參與應(yīng)用者論壇,提供了業(yè)界目前最廣泛的USB應(yīng)用組合,其中包含了各種控制器、轉(zhuǎn)接器、開關(guān)的產(chǎn)品。對于目前已經(jīng)進(jìn)入到實用化階段的USB Type-C和和USB PD,德州儀器較早開始了這方面的創(chuàng)新研究。
PD通常翻譯成電力傳輸,為什么這個標(biāo)準(zhǔn)是這么重要呢?
文司華認(rèn)為,主要原因是整個業(yè)界達(dá)成了共識,就是各種各樣接口有點碎片化的趨勢,如果能夠統(tǒng)一這個接口,把它變成同樣的接口,不同的外設(shè),不同的終端器件,甚至不同的筆記本電腦、電腦或者不同的工業(yè)類的應(yīng)用,包括無人機(jī)都是用同樣的接口,實際上能夠讓我們整個業(yè)界生態(tài)會變得非常統(tǒng)一化,非常有效率,它主要是為不同的運算和個人電子攜帶產(chǎn)品帶來了電力傳輸?shù)墓ぞ?,同時可以支持?jǐn)?shù)據(jù)和視頻,這是Type-C接口最大的特點,并且它能夠提供單一的接口,而且是雙向互相傳輸?shù)摹?/p>
這也是此次德州儀器推出電池充電控制器bq25703A和bq25700A的市場驅(qū)動力。
詳解bq25703A和bq25700A的創(chuàng)新點
bq25703A和bq25700A是有些微小區(qū)別的,703A是I2C的通訊方式,700A是SMBus通訊方式。在筆記本電腦中主要是通過SMBus的,有些工業(yè)產(chǎn)品由于之前的設(shè)計,也可以延續(xù)I2C、SMBus的設(shè)計接口,其他方面這兩個產(chǎn)品是完全可以通用的。
文司華博士重要介紹了bq25703A和bq25700A的四大創(chuàng)新點
首先是輸入源的靈活性。
輸入源主要是適配器,包含電腦USB工率輸出的部分,所以是USB PD兼容的,它提供3.5伏到24伏很寬泛的輸入電壓范圍,它能夠支持各種廣泛的輸入電源,比如說各種充電適配器,USB PD電源,有些適配器可調(diào)電壓,它的電壓可以在5伏到12伏甚至到20伏寬泛電壓內(nèi)。這個產(chǎn)品能夠兼容這么廣泛的輸入適配器,以前做充電器最大能做到12伏,這樣的產(chǎn)品就已經(jīng)算是高壓產(chǎn)品了,這個產(chǎn)品能夠支持更加寬泛的輸入電壓。還可以允許設(shè)計人員使用多個端口,比如Type-C2.0或者3.0,或者Type-C的端口。
第二,支持關(guān)于非常寬的USB OTG(On-the-Go)。
你的安卓今天儲存電力在電池里,有一天突然想用外部的數(shù)據(jù)卡來看電影,外部小的U盤也需要電源,你這個電源要插到上面,這個U盤希望能提供給數(shù)據(jù)或者視頻給到手機(jī),能夠看電影,但是它的電源從哪里來?這個電源要靠手機(jī)的電池給到,但是手機(jī)電池一般都是小于4.2伏或者4.4伏的,所以要把這個電池的電壓升壓上去,反向從這個口給到外部來,有的公司管它叫反向的,OTG的模式就是你能夠通過電池把它的電壓給到外部來,平常我們充電過程是反過來的,是從外網(wǎng)到里的,OTG是反向過程,從手機(jī)電池或者筆記本電腦的電池給到外部,通過同樣的接口,這是OTG。
這個OTG就是輸出的過程,對我們來說,這叫輸出兼容性,我們能夠支持5伏到20伏的輸入,也就是外部不論加了5伏設(shè)備或者外部需要20伏才能工作的設(shè)備,這兩塊芯片都能夠支持到這一點,它能夠把電器的電壓升到20伏輸出。
bq25703A和bq25700A是控制器,可以支持非常強(qiáng)有力的電路,它可以最大輸出能力超過100瓦,因為100瓦就是USB PD的最高檔是100瓦的功率,它可以完全支持到100瓦。
第三,這兩款控制器擁有著同樣的個是高效率,可以不同模式之間的無縫轉(zhuǎn)接。
這是一款目前業(yè)界最高效率升降壓充電器,目前德州儀器公司實測的結(jié)果在2到3安培,在3串應(yīng)用情況下,可以做到97%以上的轉(zhuǎn)換效率,這個至少比業(yè)界目前最高水平能夠高出4個百分點。
bq25703A和bq25700A可以確保1串到4串的輸出,并且在升降壓的過程,這個強(qiáng)調(diào)無任何“死區(qū)”意思是這樣,因為涉及到模式轉(zhuǎn)換,比如適配器,因為電池電壓是在變化的,每次充電過程中,如果適配器大于電池電壓,是降壓模式,適配器跟電池的電壓持平了以后,是升降壓模式。適配器的電壓要小于電池電壓,變成升壓模式,這幾個模式之間是有轉(zhuǎn)換的,所謂“死區(qū)”的意思是如果在某個區(qū)域里,剛好不尷不尬,可能有暫時斷電,重新恢復(fù)充電狀態(tài),這在之前的應(yīng)用或者方案里有這樣情況出現(xiàn),這個產(chǎn)品是沒有這樣的情況,它是無“ 死區(qū)”。比如你在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候,例如在炒股票的時候,突然出現(xiàn)了一個斷電是受不了的。
這款產(chǎn)品是無死區(qū)的,不間斷的OTG輸出的。
最后,緊湊型配置是新款控制器的優(yōu)勢之一,它極大地簡化了外部電源設(shè)計。
以前傳統(tǒng)的方案,如果要降壓、升壓,需要有兩個電感,這款產(chǎn)品只要一個電感,并且本身的封裝也很小,它實際上帶來非常緊湊的設(shè)計。另外,領(lǐng)先德州儀器優(yōu)秀的ICO(Input Source Current Limit Optimization, 輸入電流優(yōu)化功能)算法,從軟件上面或者從它的智能型的檢測功能上面,都能夠?qū)崿F(xiàn)更加緊湊的適配器設(shè)計。