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AI玩具DC-DC芯片,安全与成本双突围

Simon观察 来源:电子发烧友 作者:黄山明 2025-07-12 00:17 次阅读
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电子发烧友网报道(文/黄山明)在AI玩具中,充电管理是很重要的一环。尤其是孩童在玩耍时,通常会有许多大人很难注意到的操作,比如吞食,或者长期插电。这就对玩具的完全性有了更高的要求,以DC-DC芯片为例,需要其具有超高安全性、低功耗、低成本、微型化与抗干扰等功能。

例如安全性上,需要需集成过压、过流、短路、温度保护(触发阈值比普通芯片低30%-50%),例如当温度>85℃时强制关断。同时禁用铅、镉等重金属(符合RoHS/REACH),且封装材料需通过儿童口腔接触测试(ISO 8124标准)。

并且还需要有防无操作设计,输入电压范围限制在安全区间,例如3V-5.5V,避免儿童误接高压电源导致风险。而成本上,可以通过成熟工艺来压缩成本,价格最好小于0.3美元/片,交工业级新品低50%以上。

因此市场中适用于AI玩具的DC-DC芯片,都有各自的特点。例如TI推出的TPS62740,采用WSON封装,工作电源为2.2V至5.5V,输出电压为1.8V至3.3V,有16个可选输出电压,静态功耗典型值为360nA。

同时具有多重保护功能,包括逐周期电流限制保护、热关断保护和欠压锁定,确保玩具在各种使用条件下的安全性。因此,TPS62740非常适合用于AI玩具的电源管理,能够为玩具的电机传感器处理器等部件提供稳定的电源。

而国内的方案,如航天民芯的MT3608,这是一款低成本的DC-DC,批量价格可以低至0.3元/片,封装采用SOT23-6,工作电压范围为2V至24V,静态电流100µA,效率高达97%。AI玩具通常需要将电池电压提升至更高的工作电压,MT3608能够满足这一需求,同时提供高效的电源转换和多种保护功能。所以,MT3608能够为玩具的电机、传感器和处理器等部件提供稳定的电源。

深圳世微半导体推出的AP8105,同样是一款低成本的DC-DC。批量价格可以低至0.1元/片,封装采用SOT23、SOT23-5、SOT89-3、TO-92,工作电压范围0.9V至5V,输出电压为2.5V至5V,静态电流为6µA,输出电压精度优于±2.5%,效率最高可达89%。这款产品适用于需要将低电压电池升压到较高工作电压的场景,例如,AI玩具中的电机、传感器和处理器等部件可能需要较高的工作电压,而AP8105能够提供稳定的电源,同时保持低功耗。

拓尔微推出的TMI3408,则是一款价格稍高一些的DC-DC,批量价格为0.6元/片左右。采用SOT23-5、DFN2×2-6等封装,工作电压为2.5V至5.5V,最大输出电流1.2A,开关频率1.5MHz,静态电流为40µA,效率最高可达96%。这是一款高性能的同步降压DC-DC转换器,具有高效率、低静态功耗、小封装尺寸等特点,其1.2A的输出电流和1.5MHz的开关频率能够满足玩具内部电子元件的电源需求,同时保持较高的转换效率。

由富满电子推出的FDK1620,专为小尺寸解决方案和高效率而优化,批量价格可以到0.2元/片。电压输入范围4.5V至16V,开关频率600kHz,静态电流400µA,最高效率可达93%。封装采用SOT23-6,尺寸小,适合空间受限的玩具设计。AI玩具通常需要稳定的电源管理,以支持其内部的电机、传感器和处理器等部件。FDK1620的高效率和低静态功耗使其成为理想的电源解决方案。

小结

随着AI玩具的发展,其对内部的DC-DC芯片产品需求也在上升,由于主要面向孩童,因此在安全性上要求会较普通DC-DC更高,并且会通过内置保护电路降低冗余设计成本。此外,低功耗、低成本、高电磁兼容性也需要考虑。

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