未來可期,智能快充朝體積小、高功率密度的方向發(fā)展!
【嗶哥嗶特導讀】未來,智能快充將朝著體積小、高功率密度的方向發(fā)展。目前智能快充在PD電源技術、芯片研發(fā)和材料使用上已經(jīng)取得了突破,隨著后期行業(yè)生態(tài)圈的進一步完善、融合,其市場將迎來更大的空間!
編者按:
智能快充在智能手機、平板電腦等消費電子設備中已經(jīng)得到廣泛使用。就目前來看,得益于氮化鎵材料的應用,智能快充的電源功率密度越來越大,從20W到200W的快充產(chǎn)品紛紛落地。同時隨著智能快充技術的逐漸成熟,智能化的趨勢也越來越明顯。目前,智能快充產(chǎn)品量價齊升,其市場迎來持續(xù)增長態(tài)勢。那么,對于企業(yè)來說,智能快充PD電源遇到的技術瓶頸有哪些?氮化鎵的使用情況如何?未來智能快充會朝著怎樣的方向發(fā)展?......
針對目前智能快充PD電源以及未來的發(fā)展方向等問題,本期《半導體器件應用》雜志將同時誠請智能快充產(chǎn)業(yè)鏈的上游行業(yè)企業(yè)和下游整機企業(yè)參與,推出以智能快充為主題的對話欄目,為智能快充市場的發(fā)展提供具有價值的參考內(nèi)容,以饗讀者。以下是本期對話提問導覽:
1.PD電源朝著大功率發(fā)展中,貴公司遇到了哪些技術瓶頸?有相應的解決措施嗎?
2.貴公司目前PD電源芯片研發(fā)進度如何?它們有什么特點和優(yōu)勢?
3.針對國內(nèi)本土PD電源芯片商,貴公司產(chǎn)品目前的氮化鎵材料使用率如何?產(chǎn)品占比有多少?在材料和產(chǎn)品上有什么新布局?
4.在與上游或下游廠商配合過程中,您認為存在著哪些問題?有相應的解決辦法嗎?
5.您希望智能快充在目前的基礎上,可以實現(xiàn)哪些智能化功能?(下游廠商)或在目前的基礎上,貴公司的智能快充產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了哪些智能化功能?(上游廠商)
6.談談智能快充未來的發(fā)展方向或可能實現(xiàn)的產(chǎn)品形態(tài)。
參與本期“智能快充”對話欄目的嘉賓:
1.PD電源朝著大功率密度發(fā)展中,貴公司遇到了哪些技術瓶頸?有相應的解決措施嗎?
必易微唐若愚:PD電源朝著大功率密度發(fā)展需要PFC和LLC的產(chǎn)品,之前公司已經(jīng)有PFC的量產(chǎn)產(chǎn)品應用到PD里需要做技術升級,但LLC架構(gòu)的智能快充產(chǎn)品需要全新開發(fā),預計在2021年底會有初步的智能快充產(chǎn)品。將該平臺做精做好后,可以快速推出一系列適合65W以上大功率智能快充的新產(chǎn)品,相信2022年會是必易大功率PD電源新產(chǎn)品推出的爆發(fā)年。
英飛凌陳志豪:目前大功率USB-PD電源增長迅猛。為提升用戶體驗,提高產(chǎn)品競爭力,如何在提高功率密度的同時,盡可能地減小智能快充電源的體積和重量,是各電源廠家努力的目標之一。換言之,就是盡可能地提高功率密度。
深圳耐爾金陳金源:我覺得智能快充(PD電源)技術上的瓶頸,現(xiàn)在基本還沒有。因為發(fā)展到現(xiàn)在,不像兩三年前大家PD電源功率密度都停留在18W,而現(xiàn)在已經(jīng)到達100多W。
雖然說大家都是在使用智能快充(PD電源),但是它的功率不一樣。各個廠商沒有把整個智能快充行業(yè)的協(xié)議標準統(tǒng)一,相當于整體的生態(tài)還沒串聯(lián)起來,沒有做到買一個充電器,然后就可以通用全部的設備。至于相應的解決措施,還是需要市場整體推動。
南京酷科焦平:目前智能快充基本上也沒有技術上的瓶頸,現(xiàn)在各種材料都挺好的,都做得差不多。
硅動力陳瀏陽:眾所周知,最近發(fā)布了USB PD3.1的版本,主要更新為將智能快充傳輸功率從100W升級到240W。PD電源目前主要是供應給手機、筆記本、顯示器等數(shù)碼設備,隨著智能快充功率密度升級將會兼容更多的終端設備。
在智能快充功率變換方面,PD電源適配器設計還面臨許多挑戰(zhàn),例如嚴格的多級恒定電壓和恒定電流(CV和CC)控制調(diào)節(jié)、高效率、低待機損耗、快速動態(tài)負載響應、高功率密度、小型化、更低的EMI/EMC、強大的保護功能,滿足全球各種電源標準和各大OEM廠商的特定工藝要求,實現(xiàn)大批量生產(chǎn)中成本低廉等。
尤其,在高功率(65W及以上)應用中智能快充如何實現(xiàn)高功率密度、小體積已成為學術界和電源界的熱門課題。當然,智能快充實現(xiàn)高功率密度需要更高的效率和更低的功耗。近年來,諧振LLC拓撲、ZVS、ACF等軟開關和數(shù);旌隙嗄J娇刂频膽,尤其是第三代化合物半導體-氮化鎵功率器件在智能快充的應用,將會加速這個過程。我司采用驅(qū)動和拓撲架構(gòu)的合理創(chuàng)新,封裝的獨特設計來致力逐步解決這一行業(yè)的“痛點”,并取得一定的成果。
士蘭微郭瑭瑭:隨著PD電源的功率密度越來越大,智能快充對電源芯片的要求也越來越高,包括芯片耐壓需要更高,控制策略更加復雜,開關頻率更高,芯片驅(qū)動能力更強,同步整流的可靠性設計也更難等。針對這些問題,智能快充需要特色工藝,特有的封裝框架,以及新的控制和保護策略,以滿足大功率PD電源的高頻高可靠性需求。
PI Doug Bailey:令人欣慰的是,Power Integrations在將USB PD電源解決方案推向市場的過程中沒有遇到任何技術瓶頸。我們現(xiàn)在智能快充推出的IC已覆蓋整個USB PD電源的功率范圍,最高可達120W (20V/5A)極限。
其中就包括HiperPFS?4功率因數(shù)校正(PFC)控制器IC,該IC現(xiàn)在集成了Qspeed?低反向恢復電荷(Qrr)升壓二極管。這一組合可使?jié)M載效率超過98%。
HiperPFS-4在設計高壓DC-DC變換器時的最佳搭檔是InnoSwitch?4-CZ系列高頻零電壓開關(ZVS)反激式開關IC。InnoSwitch4-CZ器件集成了一個采用Power Integrations的PowiGaN?氮化鎵(GaN)技術的可靠耐用的750V初級開關,以及一個高頻有源鉗位反激式控制器,可輕松設計出新型超緊湊型充電器。InnoSwitch3反激式開關IC提供許多子系列,可覆蓋所有USB PD應用,不僅為智能快充提供高效率和減少元件數(shù)量,同時實現(xiàn)緊湊設計。
芯茂微電子程軍:智能快充效率與功率密度的突破一直是電源工程師頭疼的大問題。芯茂微電子已實現(xiàn)PSR、SR、SSR產(chǎn)品的芯片內(nèi)部自供電、BJT/MOS/協(xié)議的二合一、三合一封裝等技術的突破,在保證智能快充效率的情況下的高度集成化、模塊化,極大的節(jié)省了PCB外圍電子元器件,壓縮占有空間。
航嘉馳源葉貴榮:前期我們在做大功率的過程當中,主要是面臨智能快充體積小型化的問題。在這部分,我們采用了平面變壓器技術,有時候也會用一些氮化鎵技術,但目前這個問題也不是問題了。如果從消費者的角度來看,最大問題還是互相之間的協(xié)議不相通,也就是協(xié)議的兼容性問題。
長晶科技陳煒:智能快充功率密度越大勢必對MOS管參數(shù)要求越來來越高,特別是導通阻抗,而這其中還需要平衡交流參數(shù)。取舍之間,需要通過與方案商溝通,不斷試驗,在導通阻抗、寄生參數(shù)、開啟電壓等參數(shù)上做到合理優(yōu)化,使其同時滿足客戶端對智能快充效率、EMI的需求。
伏達半導體吳苗松:如何打破當前單電芯快充的架構(gòu),提高智能快充功率密度的同時,也提升充電效率,是伏達一直在研發(fā)的課題。國外芯片廠商在有線快充行業(yè)的壟斷由來已久,伏達也一直在蓄力,這次成功突破快充的架構(gòu)壁壘,推出了支持雙電芯100W有線快充的電荷泵芯片——NU2205,該智能快充產(chǎn)品也是目前業(yè)界功率密度最高的單芯片電荷泵快充芯片,是國產(chǎn)唯一采用了雙電芯4:2電荷泵快充架構(gòu)的芯片。
深圳賽爾康唐必成:肯定有,現(xiàn)在怎么樣把智能快充體積縮小,怎么提高功率密度,另外發(fā)熱怎么解決,是個問題。目前很多公司說要推出相關方案,但都不理想。短期內(nèi)可能要期待電容的突破,式電容實現(xiàn)小體積化。它的成本很高,但實用性非常好,目前可能很難達到一個理想狀態(tài)。
亞成微周聰:隨著智能快充PD電源朝著大功率密度發(fā)展,小體積、大功率、高功率密度快充產(chǎn)品逐漸成為行業(yè)持續(xù)探索的目標,這對我們的PWM控制芯片的工作頻率、工作模式和轉(zhuǎn)換效率等有了更高的要求。同時高頻智能快充產(chǎn)品本身對EMI特性要求也成為了大功率PD電源的關鍵點,而我們在這些關鍵的技術點上已有多年的技術積累。比如RM6801和RM6601系列的開關電源產(chǎn)品,在提高芯片工作頻率的同時,采用專有的驅(qū)動控制技術來抑制EMI。既不會降低智能快充產(chǎn)品效率,還能減少產(chǎn)品發(fā)熱問題,可有效優(yōu)化系統(tǒng)工作模式,提高系統(tǒng)整體效率。
安森美半導體蔣家亮:從SPR(standard power range)說起來,就是20 V 5A為最大功率,已經(jīng)是一個很成熟的PD3.0的標準。往后的EPR(extended power range),就是從120 W一直到240 W的PD3.1新一代的標準的確會令到電源設計產(chǎn)生很多的機遇。
過往PD3.0市場一直在追求多變電壓,高能效,高功率密度等,這些原則都會延伸到EPR上。以一個65 W PD適配器為例,可能一個簡單的QR flyback再加上氮化鎵(GaN)就可以做到了,如果要做ERP標準,智能快充電源設計方面就會有更多考慮。因為在75W以上,就要加上PFC電路來達到功率因數(shù)的要求,后面主電源轉(zhuǎn)換拓撲上更需要一些更高能效的方案。
安森美半導體一直在智能快充行業(yè)里擁有領導的地位,當中也有一些適合的方案。例如,在PFC芯片中,NCP1623 (帶跟隨升壓的功能PFC),NCP1618(多模式PFC),NCP1680(圖騰柱PFC);主要電源轉(zhuǎn)換上,NCP15681(新一代有源鉗位flyback),NCP13994(新一代高頻LLC)等,都可以配搭做到需要的智能快充功率密度,能效要求。
2.貴公司目前PD電源芯片研發(fā)進度如何?它們有什么特點和優(yōu)勢?
必易微唐若愚:我們已經(jīng)完成了65W以內(nèi)的幾乎所有規(guī)格的智能快充產(chǎn)品布局,從2020年下半年至今已經(jīng)陸續(xù)推出多款產(chǎn)品組合,得到了廣泛的應用并收獲了諸多成功案例。必易微的智能快充產(chǎn)品系列齊全,內(nèi)置功率器件集成度和保護全面可靠性高,待機功耗低,全系產(chǎn)品VDD供電無需外加LDO,這些都是我們持續(xù)追求和努力的方向。
英飛凌陳志豪:針對智能快充不同功率等級和市場定位,英飛凌已經(jīng)推出了相應的USB-PD解決方案。
(1)基于QR架構(gòu)的PAG1P+PAG1S方案,結(jié)構(gòu)簡單,為用戶提供具有價格競爭力的低成本方案。
。2)采用FFR ZVS架構(gòu)的XDPS21081,主要針對65W及以下應用,成熟可靠,很容易實現(xiàn)具有競爭力的功率密度設計。
。3)采用非對稱半橋(AHB)架構(gòu)的XDPS2201,追求極致,采用成熟可靠的Si MOSFET實現(xiàn)業(yè)界領先的功率密度。加上PFC,可以支持功率達到350W,適應各種大功率充電應用。
。4)對于多口應用,英飛凌的CCG7D 雙口控制器,支持C+C或C+A設計,支持動態(tài)負載調(diào)整,更符合市場需求。
。5)英飛凌推出了集成驅(qū)動的氮化鎵,可以更進一步提高功率密度。尤其是IGI60F1414A1L,在一個8*8封裝內(nèi),集成了半橋架構(gòu)的兩個GaN switch和兩路隔離驅(qū)動,尤其適用于雙管應用場合,如AHB, LLC, 和ACF等。
與Cypress合并之后,我們還可以為用戶提供具有極佳兼容性與穩(wěn)定性的USB-PD協(xié)議控制器。
硅動力陳瀏陽:硅動力人始終堅持以“市場+技術驅(qū)動”為中心,在PD電源領域芯片布局早,已經(jīng)完成了從AC/DC、DC/DC、協(xié)議等快充芯片的研發(fā),成為國內(nèi)首家具備PD電源完整解決方案的供應商。目前智能快充產(chǎn)品全面覆蓋各個功率段,可為客戶提供單口、多口全系列高性能解決方案。產(chǎn)品廣泛應用于手機、個人電腦、IoT、智能家居等領域,從客戶反饋信息來看,產(chǎn)品穩(wěn)定可靠、簡單易用、各項保護功能完善、全面滿足智能快充PD電源規(guī)范和客戶系統(tǒng)的要求。
同時,隨著國產(chǎn)替代趨勢和國家產(chǎn)業(yè)政策的扶持下,硅動力在智能快充芯片研發(fā)投入上逐年增加,不斷引進人才,未來將向高功率密度和多口智能功率分配型的快充電源芯片領域縱深發(fā)展。
PI Doug Bailey:Power Integrations用于USB-PD電源的最新解決方案是基于我們的PowiGaN氮化鎵技術。氮化鎵是一種比硅更高效的開關技術,因此我們可以幫助客戶設計出各種超緊湊型充電器,所涵蓋的功率范圍從小功率一直到最大120W額定功率。我們還為更大功率的非USB-PD應用提供氮化鎵IC。
Power Integrations是業(yè)界領先的氮化鎵IC供應商,出貨量超過任何其他供應商。我們的PowiGaN技術縮減了BOM數(shù)量,提高了效率,并最大限度地減小了變壓器尺寸,可以設計出溫升性能更佳的超緊湊充電器。
士蘭微郭瑭瑭:目前士蘭微的快充芯片已實現(xiàn)自適應的環(huán)路增益調(diào)節(jié)和保護功能,以滿足PD電源的不同功率密度和電壓規(guī)格,同時在多口方案中,協(xié)議芯片自帶降壓電路控制,并可實現(xiàn)相互通信進行不同USB口之間的自適應功率分配,減少了外圍器件,大大提高了智能快充系統(tǒng)功率密度。
芯茂微電子程軍:芯茂微電子的智能快充PD電源芯片產(chǎn)品線已覆蓋至240W功率段,AC-DC電源管理芯片功率覆蓋至5000W,具有方案齊全、高度集成度、外圍簡潔、高耐壓、高頻率、高性能、高可靠性且低功耗的優(yōu)勢。
伏達半導體吳苗松:目前伏達半導體的電源芯片主要應用在手機端,產(chǎn)品研發(fā)有著清晰的發(fā)展路標:在高、中、低功率的快充電源芯片上,將采用2:1電荷泵架構(gòu);而在更高功率的電源芯片研發(fā)中,會延伸4:2電荷泵快充架構(gòu)等。
說到特點和優(yōu)勢,伏達半導體一直以來追求“雙高”,即高功率密度與高效率。在充電系統(tǒng)中,除了效率,最重要的是充電安全。我們研發(fā)的智能快充電源快充芯片,集合多達34重全面保護,全方位自動保護輸入與輸出電壓電流、電池電壓電流及溫度等,有效保護系統(tǒng),防止異常情況對電池和系統(tǒng)造成損壞。安全性也是一切設計的基礎。
亞成微周聰:面對日益增長的智能快充市場需求,我們的多款高頻QR、ZVS、GaN驅(qū)動等技術的開關電源芯片均已量產(chǎn)并推向市場,同時我們的氮化鎵合封開關電源芯片、大功率同步整流合封芯片等智能快充新產(chǎn)品已成功量產(chǎn),即將推向快充市場。智能快充新產(chǎn)品可使電源系統(tǒng)設計更加簡潔,大大節(jié)省開關電源元件數(shù)量,減少PCB體積,并提高開關電源的功率密度,有效地幫助快充電源廠商實現(xiàn)更小體積、更大功率、更高功率密度快充產(chǎn)品的量產(chǎn)。
3.貴公司產(chǎn)品目前的氮化鎵材料使用率如何?產(chǎn)品占比有多少?在材料和產(chǎn)品上有什么新布局?
英飛凌陳志豪:英飛凌的分立氮化鎵器件,早在2017~2018年間就已經(jīng)在通訊電源和服務器電源客戶中量產(chǎn),穩(wěn)定運行至今,可靠性得到了很好的市場驗證。針對USB-PD應用,英飛凌在2021年5月也推出了集成driver的氮化鎵器件CooGaNTM IPS,更易于設計和使用。
另外,USB-PD是英飛凌重點市場方向,已經(jīng)持續(xù)地在智能快充產(chǎn)品開發(fā),價格策略,產(chǎn)能準備,技術支持,銷售渠道覆蓋等方面做了投入。通過為客戶提供良好的技術支持,保持及時的溝通,英飛凌可以為客戶提供具有市場競爭力的智能快充產(chǎn)品和方案,實現(xiàn)共贏。
硅動力陳瀏陽:我司倡導“拒絕平庸,創(chuàng)造精品”的經(jīng)營理念,在第三代化合物半導體中的碳化硅和氮化鎵都有相應布局,不久將有重磅智能快充新產(chǎn)品推出。
伏達半導體吳苗松:伏達半導體在規(guī)劃將氮化鎵材料用在以后的智能快充電源設計中。
PI Doug Bailey:我們所有的InnoSwitch?4-CZ系列零電壓開關(ZVS)反激式開關IC均采用Power Integrations的PowiGaN氮化鎵技術。我們較低功率(45W及以下)的InnoSwitch3反激式開關IC原來使用硅開關,但后來的較高功率密度器件則使用氮化鎵材料。我們的智能快充產(chǎn)品策略為客戶提供了平滑切換的選項,消除了他們可能遇到有關如何驅(qū)動氮化鎵開關的任何設計困難或擔憂,或者與實施新技術有關的顧慮。設計者只需用較高功率密度的PowiGaN器件替換硅基IC,即可提高輸出功率水平,完成這一過程不需要投入過多學習。在可靠性方面,氮化鎵實際上比硅的性能更高,我們在該領域已經(jīng)取得了巨大的成功。
亞成微周聰:亞成微是國內(nèi)少數(shù)掌握氮化鎵功率器件控制技術的芯片原廠之一,率先布局了氮化鎵器件的驅(qū)動方案,推出了國內(nèi)首批Emode氮化鎵直驅(qū)方案,并已經(jīng)量產(chǎn)出貨多款氮化鎵直驅(qū)的開關電源芯片,擁有更多這方面的技術積累。近期我們會推出更多的氮化鎵功率集成系列產(chǎn)品。目前,我們在30W以上的方案中,氮化鎵的采用率高達80%左右。未來,我們還將增加在碳化硅驅(qū)動方向的布局。
安森美半導體蔣家亮:對于氮化鎵應用,安森美半導體也是起步階段。目前沒有過多的數(shù)據(jù)可以分享。目前安森美半導體剛推出了NCP58920/1 650 V 150 mohm/50 mohm 兩款內(nèi)建氮化鎵驅(qū)動的氮化鎵器件。這款可以讓客戶直接接到電源芯片,這會做起來更省電路板空間,更高功率密度。
4.在與上游或下游廠商配合過程中,您認為存在著哪些問題?有相應的解決辦法嗎?
深圳耐爾金陳金源:主要還是最近智能快充芯片比較緊缺的問題,后面周期會拉得非常長,另外芯片的單價漲幅也很高。我覺得解決方式還是需要智能快充上游廠商去協(xié)調(diào),解決。
東莞奧海電源劉智國:問題可能就是智能快充量大的供應商支持好一些。其他都沒什么問題。
航嘉馳源葉貴榮:目前智能快充上游廠家都可能面臨半導體短缺,以及原材料漲價的問題,并且漲了價之后還是缺貨,半導體和磁性材料供需矛盾尤其嚴重。因為半導體投入的各個方面,投資周期一般要5年左右,所以說眼前沒有什么好的辦法,也不知道這個階段什么時候能緩解。另外,我們也希望國內(nèi)的半導體廠家能夠早日成熟起來,依賴性會更小一些,在國產(chǎn)替代方面需要做得更好。
深圳賽爾康唐必成:目前可能因為智能快充產(chǎn)品選擇性很多,不會說因為出現(xiàn)問題,愿意去改善,我們就不會選擇另外一家。選擇性太多,反而不關注這些問題了。你要求別人怎么樣的時候,可能另外的智能快充產(chǎn)品特色更好。因為現(xiàn)在的芯片太多了,參差不齊,芯片行業(yè)里面也是亂象叢生。反正我們更看重一些大品牌的智能快充產(chǎn)品,而小品牌的智能快充產(chǎn)品出來之后,他說的更好,價格更便宜,畢竟風險性更高,大家也不敢去嘗試。
安森美半導體蔣家亮:由于智能快充新標準還沒有完全普及化,上游廠商也需要多走一步,不單要把智能快充新產(chǎn)品介紹好,還先把參考設計做好,才讓下游搞電源設計的有所依據(jù)來開發(fā)方案。
PI Doug Bailey:我們看不出有什么問題。Power Integrations與所有主要的USB PD充電器廠商都建立了合作關系,他們對我們提供的解決方案感到滿意。智能快充市場正呈指數(shù)級增長,氮化鎵面臨著在小型封裝中提供更高功率的挑戰(zhàn)。我們的IC具有非常高的集成度——將高壓氮化鎵開關、控制電路、穩(wěn)壓、隔離和保護功能集成在一個封裝中,不僅簡化了智能快充的設計過程,還縮短了設計周期。
士蘭微郭瑭瑭:PD電源由于包含了快充協(xié)議數(shù)字芯片,并通過軟件實現(xiàn)電壓電流的調(diào)節(jié)以及部分保護功能的實現(xiàn)。目前很多電源廠商通常有較強的硬件開發(fā)能力,在散熱優(yōu)化,EMC整改方面有豐富的經(jīng)驗,但對于軟件方面的了解較少,系統(tǒng)調(diào)試遇到問題時比較棘手,可能導致項目開發(fā)周期較長。建議以后應加強和智能快充協(xié)議芯片原廠以及電源廠商之間的技術交流,增強大家在硬件和軟件方面的技術,加快智能快充產(chǎn)品開發(fā)。
長晶科技陳煒:智能快充下游廠商需求信息不能及時傳遞到器件提供商,這樣就會導致很多時候廠商的選型太過富余,將就使用。除了正常的業(yè)務溝通,行業(yè)其實可以更多地組織相關的交流研討會,覆蓋整個智能快充生態(tài)鏈。
5.您希望智能快充在目前的基礎上,可以實現(xiàn)哪些智能化功能?(下游廠商)或在目前的基礎上,貴公司的智能快充產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了哪些智能化功能?(上游廠商)
深圳耐爾金陳金源:我覺得還是希望智能快充充電的標準需要盡快統(tǒng)一。因此,消費者就不用帶不同樣的充電設備,使用體驗也會更愉快。我覺得智能快充設備的攜帶性和體積的小型化更重要,然后“一拖二”(比如說一個充電器可以給兩個設備同時充電),“一拖三”的場景希望會比較多。
天寶集團鄧興:智能快充適應不同的主流充電協(xié)議,調(diào)整不同充電模式,智能安全保護等。
東莞奧海電源劉智國:我覺得把智能快充 Soc和GPS協(xié)議、同步整流 DVS芯片協(xié)議等工藝全部集成一個芯片,可能更好一些,F(xiàn)在來說,國內(nèi)這樣的智能快充芯片比較少,國外的品牌已經(jīng)有了。
航嘉馳源葉貴榮:在充電部分,智能快充其實可以朝感應式的遠距離無線充方向去發(fā)展,而眼前的無線充最大的問題是慢充,后續(xù)可以朝快速充電方發(fā)展。
伏達半導體吳苗松:談到智能化,不得不提伏達電源芯片設計的34重自動保護功能。有了安全保障,再配合不同廠家快充協(xié)議,與伏達領先的無線快充方案相得益彰,提供成熟的、25W到200W的安全、高效的智能快充方案。
硅動力陳瀏陽:智能快充可以兼容PD及各種快充協(xié)議,兼容TYPE-A 和TYPE-C的多個接口,多口功率智能化管理。
深圳賽爾康唐必成:我覺得智能快充有線向無線的方向去發(fā)展,可能更實用一些。因為大家沒有接觸,不用帶很多充電頭。有線充的話,一拖幾的快充反而是一種浪費。沒必要,價格相差也不是很大。
安森美半導體蔣家亮:這個當然是一個電源,同時能充240W給大型游戲計算機筆記本,也可以充電動工具,更可以兼容充手機,甚至能提供簡單的5 V充電。其實PD3.1就是朝這方向來發(fā)展。
PI Doug Bailey:Power Integrations以所有IC產(chǎn)品都具備完善的保護功能(過壓、過流、過溫保護等)而聞名。根據(jù)部分客戶的要求,我們還包括軟啟動和鹽水檢測。我們產(chǎn)品出色的輕載和空載性能基于智能控制方法的使用,因此我們的器件可使電源性能超出所有國際節(jié)能標準。
另一個非常智能的解決方案是我們的MinE-CAP IC,適用于高功率密度、通用輸入AC-DC變換器。這種新型IC可將離線電源所需的高壓大容量電解電容的尺寸減半,使得適配器的尺寸最多縮小40%。MinE-CAP還可大幅減小浪涌電流,這有助于省去NTC熱敏電阻,提高系統(tǒng)效率,并減少散熱。
6.談談智能快充未來的發(fā)展方向或可能實現(xiàn)的產(chǎn)品形態(tài)。
必易微唐若愚:我們覺得智能快充可能的產(chǎn)品形態(tài)有:使用集成氮化鎵電源芯片的更高功率密度更小巧的的65W多口快充,符合新的UFCS協(xié)議的大功率多口快充,小型化的原裝標配筆記本充電器。
深圳耐爾金陳金源:我覺得還是需要智能快充行業(yè)的前端協(xié)議或者是協(xié)會去定義,然后大家共同制造這個標準,這些都比較重要,不是說我想怎么樣就怎么樣。因為一項技術之所以成立,還是需要有很多的行業(yè)內(nèi)的人去認同它、支持它,這個協(xié)議或者標準才能成立。
南京酷科焦平:智能快充往后的發(fā)展方向肯定是功率更大,體積更小。對于智能快充市場,我是挺樂觀的。
天寶集團鄧興:隨著PD標準的變化,智能快充功率密度越來越高,PD快充應用場景不斷延伸,未來不排除會擴充到智能家居、電動車等領域,USB-C或成為未來充電接口的主流趨勢。因為PD3.1最大功率是240W,未來PD快充技術發(fā)展趨勢會是高頻小型化,整個電源產(chǎn)品向更高功率密度方向發(fā)展。
PI Doug Bailey:Power Integrations正在努力提高功率、功率密度和效率,以提供更小、更高功率密度和更可靠的產(chǎn)品。我們堅信電源的未來是美好的。如果智能快充設計者還沒有使用氮化鎵,他們將被拋在后面。
硅動力陳瀏陽:隨著5G、IoT等設備的高速發(fā)展,終端設備的電池容量進一步提高,PD快充電源需求將越來越大。隨著第三代功率半導體的應用和拓撲技術的不斷改進,高功率密度、小體積、扁平化、模塊化的智能快充將逐步成為現(xiàn)實,帶給用戶更好的體驗。
士蘭微郭瑭瑭:隨著開關器件材料,芯片工藝,磁芯材料的發(fā)展,未來智能快充會向著大功率高頻、高功率密度的方向發(fā)展,兼容多種用電設備和接口,實現(xiàn)智能電壓調(diào)節(jié)和功率分配,實現(xiàn)更快的充電速度和更高的充電效率。同時,隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,智能快充甚至可以根據(jù)用戶充電習慣,實現(xiàn)遠程或自動控制充電等智能充電形式。
東莞奧海電源劉智國:智能快充肯定是朝著功率密度更大,更加智能化,然后更加節(jié)能高效的方向發(fā)展。
航嘉馳源葉貴榮:未來智能快充會朝著無線快充方向發(fā)展。因為無線存在,本身它的轉(zhuǎn)換效率比較低,充電速度也慢,所以后面就要解決快充的問題。另外,現(xiàn)在無線充,手機跟感應線圈必須貼合在一起,未來智能快充要實現(xiàn)非接觸式的遠距離的無線充電發(fā)展,就不需要手機挨著感應線圈,這就是諧振式的無線充電。
長晶科技陳煒:個人認為,智能快充不會一昧朝著大功率密度的方向發(fā)展。對于兼顧手機以及PC的大功率密度產(chǎn)品,綜合用戶需求以及成本因素考慮,不會成為市場主流,按目前市面通用規(guī)格45W-67W這類,在滿足體驗的前提下,性價比是特別高的。
伏達半導體吳苗松:隨著國產(chǎn)芯片技術的不斷進步,智能快充的技術在效率、功率密度、架構(gòu)等方向,會不斷改進。目前,智能快充更多地應用于手機端。未來,智能快充的應用將逐步拓展到可穿戴、電腦、工業(yè)等領域,帶給用戶完全不一樣的充電體驗。在這條賽道上,我們拭目以待。
深圳賽爾康唐必成:智能快充未來應該是好的,以后的器件體積縮小,功率密度提高,快充技術也會越來越成熟?赡馨l(fā)熱問題,還有待于去改善。畢竟快充技術不一定使用在手機上,也可以使其他的電子設備充電更快。這樣應該還有新的突破,目前的智能快充技術可能還是處于初步階段。
結(jié)語
智能快充PD電源在朝著大功率密度發(fā)展過程中,其體積小、重量輕、功率密度高成為市場的共同追求。同時,這也對智能快充芯片集成度、EMI特性、工藝設計等提出了更高的技術要求。針對PD電源領域的芯片領域,國內(nèi)不少企業(yè)借助政策的東風,加大投入研發(fā)力度,積極響應市場需求,帶來高可靠性、高性能、高安全性的產(chǎn)品。但智能快充芯片行業(yè)也存在魚龍混雜的現(xiàn)象,但相信給予一定的時間,市場最終會篩選出更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
另外,氮化鎵作為智能快充的重要應用材料,而不少的上游企業(yè)早已涉足并布局氮化鎵的應用,且使用率大大增加。部分企業(yè)還表示,在智能快充領域,未來還將在碳化硅驅(qū)動方向布局。
與此同時,行業(yè)人士認為,在PD電源領域,各電源廠商沒有把相應的行業(yè)協(xié)議標準統(tǒng)一建立起來,給智能快充行業(yè)的其他環(huán)節(jié)帶來不便。對此,為了智能快充行業(yè)的健康發(fā)展,市場還需建立完善智能快充的協(xié)議標準,積極推動快充生態(tài)圈的建設,形成穩(wěn)定良好、可持續(xù)的行業(yè)秩序。
未來,隨著快充工藝材料的提高、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和行業(yè)協(xié)議標準的建設,智能快充將會實現(xiàn)更快的充電速度、更便捷的充電方式,更智能的充電效果。從應用端來講,目前智能快充主要應用在智能手機領域,隨著快充技術的改進,未來將逐步拓展到工業(yè)、汽車、可穿戴設備等眾多應用領域,極大地改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活方式。
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