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追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

Duke 2017年09月06日 06:32发布 快速充电无线充电电源管理 0 人订阅 0 次浏览

追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

在全球追求产品效能的大背景下,在电源领域传统硅功率半导体正逐渐面临发展瓶颈,而具有比硅更低导通电阻及更高切换速度的氮化镓,近几年成为众所瞩目的焦点。电源领域是目前氮化镓功率器件最大的应用市场,电源管理市场将迎来大变革时代。
 

伴随着无线充电技术这个新增长点,无线充电解决方案基本上都是感应式或基于谐振线圈的无线连接,是零距离接触而且要求被充设备必须落在谐振线圈有效感应范围之内,由于感应线圈的成本很贵,目前无线充电解决方案成本还很难做下来。
 

而大部分是通过适配器从墙壁插座进行供电。通过去除所有接口,设备可更容易实现密封,这有助于设备的坚固耐用,同时可使消费者受益,这是因为五分之一的智能手机曾意外掉落在液体中。无线充电的最大优点是摆脱了体积庞大的充电适配器。
 

总体来说,无线充电解决方案通常有三个关键元件: 适配器/充电器、发射器和接收器,如下所示。

追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

适配器对市电进行转换,并将5 - 20 VDC稳压电源传输给原边/发射器。适配器通常是与发射器通过电线连接的独立设备,它们也可以整合在一个单元里。
 

市场

氮化镓助力,电源管理迎大变革

小器件,成就新能源汽车大未来

增强新能源汽车竞争力,不可缺“芯”

磁共振技术,无线充电应用普及关键

USB PD成快充市场主角,有望一统江湖

电力电子系统能效,未来非他莫属!


射器包含一个基于MOSFET的半桥或全桥逆变器,将直流电转换成交流电并产生交变磁场。逆变器由微控制器和相关MOSFET驱动器控制,以提供无线感应充电所需的灵活性和功能。
 

D类和E类是谐振应用的两种流行拓扑结构。虽然在许多方面非常相似,但两种方法的优点略有不同,使得这两种方法适用于不同的应用。

追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

谐振应用的D类拓扑结构


D类无线充电通过全桥拓扑结构实现。也可以使用半桥拓扑结构。D类在宽负载范围内提供几近平坦的效率曲线,因此适用于通用无线充电站,例如在各种设备均可充电的公共场所。这种方法适用于广泛的功率等级。
 

技术

赛普拉斯

能量收集技术为物联网设备供电的发展现状与未来趋势

泰克

功率半导体生命周期中的测试挑战

英飞凌

无线充电:集成方法是前进之路


从传统半导体材料来看,氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料,具有宽带隙、直接带隙、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、抗辐射等突出优点,在制作高温、大功率、高频和抗辐照电子器件方面具有得天独厚的优势。
 

氮化镓功率器件在性能、效率、能耗、尺寸等多方面比市场主流的硅功率器件均有显著数量级的提升。例如,相比主流的硅基MOSFET、IGBT,氮化镓功率器件的开关频率可以高出1000倍;能量损耗可以降低50%-90%;每瓦尺寸和重量降至原先的1/4,系统成本可以大幅降低。

追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

追求产品效能,绝对不可忽视电源管理

氮化镓功率器件的应用分为两大块,一是通讯微波的功率放大,二是电源管理,而且电源管理市场相当庞大,小从LED灯泡内的电源模块,大到手机、笔记本电脑、家电甚至电动车的电源。


方案

Microchip

LED调光引擎:基于8位MCU的开关模式可调光LED驱动器解决方案

linear

用于电池充电器的独立式自动重启解决方案

芯海科技

浅析两大PD移动电源解决方案
 

从另一个方面,快充技术领域发展的如火如荼,然而企业各自为营的背后,快充发展面临着握手协议不一、产品互不兼容的难题,USB PD3.0协议更新给快充标准一统带来了极大利好。
 

为了规范快充标准,加速快充技术的商用与发展,今年年初,USB-IF(USB标准化组织)在原有USB PD2.0/3.0的基础上,通过与高通、泰尔实验室及国内主流手机厂商多方沟通,正式发布了USB PD3.0协议V1.1重要更新,旨在一统快速充电技术规范的PPS(Programmable Power Supply)由此问世,以实现对高通QC4.0/3.0、联发科PE3.0/2.0、华为FCP/SCP及OPPO VOOC等快充方案的收编;同时规范了新版本的USB接口将不允许通过非USB-PD协议来进行电压调整。
 

此外,谷歌亦在Android7.0 OEM规范中强调,快充技术必须支持USB-PD协议。这两个新规范的出现,为快充技术的正向发展从硬件和软件层面上了道“双保险”。

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高端访谈

 

设计新突破,可降低90%的DPD功耗芯片出炉

从射频/微波到光通讯,这家公司要为5G时代献大礼

Keysight全球首发毫米波、5G和模块化突破性解决方案

颠覆性RF远距离无线充电方案已通过FCC认证

全球首款10A、98%效率的无电感电源转换器问世


在电源芯片上,Dialog的自适应直充解决方案DA9318也应运而生,它可以提供98%的转换效率,与适配器端的iW1781、iW676和最新iW656相配合,Dialog可以为智能手机制造商提供效率最高、发热最小和安全性能最佳的端到端快充解决方自案。
 

Dialog半导体公司高级副总裁兼移动系统业务部总经理Udo Kratz说:“Dialog在快速充电领域的领先技术使我们能够推出业内首创的DA9318充电电源转换器系列。该器件与我们的iW656 USB-PD电源适配器接口IC相结合,Dialog现已提供具有突破性效率和显著节省成本的完整墙到电池快速充电解决方案。另外,我们的效率提升和超过18种集成的安全特性也使发热量下降,实现更安全的消费类应用。”


资料下载

开关电源功率因数补偿及谐波限制方法

STR6709A开关电源原理分析与故障排除

基于微变压器的混合动力汽车信号与电源隔离

基于CSC6562A的LED驱动电源电路分析

基于FPGA的感应加热电源控制系统


随着数字电源管理不断进步,分体式电源结构的日益增加,式装置的小型化、多功能的发展趋势是电源管理技术发展的原动力,从简单的电源管理安全,到快速充电及火爆的无线充电,都是未来的大趋势。

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