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电源管理芯片的中场战事:充电控制、电源架构再进阶

Monika观察 来源:电子发烧友网 作者:莫婷婷 2022-04-01 06:56 次阅读

电子发烧友网报道(文/莫婷婷))电源管理芯片作为电子设备的电能供应中枢和纽带,随着市场需求的增加出货量也快速增长。在智能穿戴领域,技术的迭代也让消费者越来越注重产品使用体验,然而智能穿戴设备的相关问题还没得到解决。例如智能手表,今年315晚会曝出低配版智能手表“偷窥”儿童,隐私安全问题昭然若揭。另一则事故指向电池安全:由于电池过热造成烧伤,Fitbit召回100多万块智能手表。

那么,延伸到电源管理芯片上,智能穿戴设备在电源管理芯片的升级迭代上还面临哪些技术瓶颈,对于智能手表电池烧伤的问题,又该如何避免与解决?电子发烧友网与思远半导体市场总监黄林、创芯微市场一部经理&创芯微联合创始人刘文鉴进行了交流。

智能穿戴设备升级带来的挑战,需要厂商把电池保护做精做透

Fitbit此次召回的主要是在美国市场上的智能手表,根据美国消费者产品安全委员会公开提到的,Fitbit收到的烧伤报告中涉及了三级烧伤和二级烧伤,其中有115份是来自美国市场,59份是来自海外市场。

对于智能手表出现电池过热的问题,可能涉及多个方面的因素,在锂电池方面,过度充电、充放电电流过大或温度过高是原因之一;在电源管理芯片方面,芯片不合规等等也可能是原因。不仅仅是智能手表,如果TWS耳机出现电池过热,其带来的影响会更加严重。在2019年,就有网友爆料苹果AirPods Pro出现过热后裂开。

Fitbit产品涉及召回的4个型号


思远半导体市场总监黄林提到,针对电池过热的问题,电源管理芯片可以从过压保护、过流保护、温度保护等等的环节进行考虑,加之对检测精度、响应时间等方面进行优化。经过多年的研究,思远半导体的电源管理芯片不仅仅在电池保护性能上取得突破,还在转换效率、功耗、尺寸、集成度等各个方面都不断迭代。

例如智能充电管理芯片 SY6103,这款芯片采用CSP-9 1.725mmx1.725mm封装,集成了线性充电管理、NTC检测和保护、休眠模式、看门狗等功能,浮充电压步进达到12.5mV,充电电流步进达到8mA,在保证低功耗的同时更安全的对电池进行充放电管理。黄林介绍,SY6103芯片已用于OPPO等品牌客户TWS耳机中,并且还用于智能手表等穿戴设备上。

SY6103典型应用原理图(图源:思远半导体)


对于电池保护,创芯微市场一部经理&创芯微联合创始人刘文鉴认为需要对电池进行精确的电压、电流及温度监控。更重要的是,面对市场需求升级,电源管理芯片将延长运输和存储时间,同时保障运输过程的安全。基于此,创芯微推出带船运模式的CM1126B系列锂电保护IC,采用DFN1*1小封装,船运模式下功耗低至2nA,在实现TWS耳机超长时间待机的同时,避免电池深度放电导致的安全问题。

据了解,创芯微的智能穿戴设备电池保护芯片和方案已覆盖单节分立、双芯片二合一、单芯片二合一等所有领域。刘文鉴介绍,公司全系电池保护芯片具备高过充精度及高充电过流精度,并且完善的放电过流保护、短路保护及温度保护功能,可避免电池在使用过程中出现任何安全隐患。


在技术升级迭代的过程中,业内多家厂商推出池保护的创新方案,借一步解决了相关安全问题。未来随着无线充电、快充等需求的增长,电源管理芯片将迎来新的升级。

电源管理芯片的迭代与升级:充电控制、电源架构


数据显示,2020年,我国电源管理芯片市场规模约占全球四成份额,预计2021年到2025年的年复合增长率增长将达到 14.7%。毫无疑问,面对市场需求升级,智能穿戴设备对电源管理芯片的性能需求将助推电源管理芯片工艺技术的迭代。

在迭代过程中,电源管理芯片将出现集成化、高效低耗化等特点,提升的方面主要是在于快充、低功耗、更高的转换效率的能耗等。刘文鉴向记者提到了三大点:一是快速充电功能,需要电源管理芯片提供更加快速且更加安全的充电控制。二是需要更长续航时间,需要提升锂电池能量密度,最有效的办法就是提升电池电压平台,将电池充到更高的电压,此时要求锂电保护芯片有更高的电压检测精度。三是延长运输和存储时间,同时保障运输过程的安全。

“由于智能穿戴设备里小功能的模块和芯片会比较多,对于DC/DCLDO,以及负载开关相关的数量也会更多。”思远半导体市场总监黄林认为,随着整个产品形态更趋于稳定和成熟,未来会有集成度更高的产品出现,能够帮助终端的设计厂商优化产品的性能、设计布局,以及整个产品的ID设计。

电源管理芯片已经是提升智能穿戴设备性能和厂商差异化竞争的关键。目前,国产电源管理芯片厂商的产品和技术的布局都有不同的侧重点。

基于智能穿戴设备需要更高的电压检测精度这一特点,创芯微推出的新一代单节电池保护芯片实现了业界最高的±10mV电压检测精度。例如对于需要延长运输和存储时间,创芯微推出带CM1126B系列锂电保护IC,船运模式的功耗为2nA,实现TWS耳机超长待机时间,并且外围电路简单,整体BOM成本低。

与数字芯片不同的是,电源管理芯片的迭代升级并不会针对制程节点,最重要的还是拓扑结构、电源架构上的控制环路等,这些因素都决定产品的整体性能。目前,业内已有多家厂商在往这方面推进。值得关注的是,思远半导体将在今年第二季度推出新一代产品,黄林介绍,该产品将采用新的电源架构,从多方面带来技术的迭代。

小结:

由于智能穿戴设备对续航时间、充电性能越来越敏感,电源管理芯片也越显重要性。经过多年的发展,国内芯片水平不断提升,模拟芯片也迎来了快速的迭代。值得一提的是,国产电源管理芯片正在往新能源汽车等更多新兴应用领域发力,未来的发展值得期待。

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    常见的充电控制方式有哪些? 为避免电池过充,需要在必要时对充电过程或在充电完成时予以控制或终止。常见的充电控制方法有以下六种: 
    发表于 11-05 09:42 2369次阅读

    分布式电源架构电源管理总线PMBus

    设计人员要为各种DSP、MCU、FPGA、ASIC、音频/视频和显示电路提供多电压、更大电流、更高效率、更低功耗、更低噪声、更小形状因数的电源电源管理。为此出现了各种各样的电源架构来满足变化的电源管理要求。
    发表于 01-22 10:12 2017次阅读
    分布式<b>电源</b><b>架构</b>与<b>电源</b><b>管理</b>总线PMBus

    三美电机上市可管理系统电源的便携终端用充电控制IC

    三美电机发布了便携终端用充电控制IC的新产品——具有系统电源管理功能的“MM3588/MM3618/MM3582”。该系列内置有构成系统总线所需的带过压检测功能的负载开关、输入电流限制功能、充
    发表于 09-25 11:35 694次阅读

    数字电源管理架构的探讨

    随着电源技术的发展,数字电源管理技术越来越多地应用于各类系统中。当今的大多数系统除了主要的CPU、逻辑电路FPGA、DDR等数字芯片外,就只剩下电源管理芯片了,因此电源管理芯片
    发表于 10-11 17:02 1104次阅读
    数字<b>电源</b><b>管理</b><b>架构</b>的探讨

    TI推出一对高度灵活的单芯片降压-升压型电池充电控制

    德州仪器(TI)近日推出一对高度灵活的单芯片降压-升压型电池充电控制器,适用于1至4节(1S至4S)设计。bq25703A和bq25700A同步充电控制器通过USB Type-C和其它USB端口为笔记本电脑、平板电脑、移动电源、无人机和智能家居应用等终端设备提供高效充电
    发表于 08-02 11:03 2987次阅读

    电源管理芯片是什么_电源管理芯片介绍

    电源管理芯片(Power Management Integrated Circuits),是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。主要负责识别CPU供电幅值,产生
    发表于 11-02 09:16 1.4w次阅读

    电源管理芯片引脚说明_电源管理芯片的应用

    本文开始介绍了电源管理芯片基本类型和电源管理芯片使用中的特性,其次介绍了电源管理芯片引脚定义,最后介绍了电源管理芯片的应用。
    发表于 04-11 15:11 7.2w次阅读

    关于开关型单节锂电池充电和升压放电控制芯片HB6266C的简解

    HB6266 为同步开关型高效锂离子/锂聚合物电池充电和升压放电控制芯片,非常适合于便携式设备的电源管理应用。
    发表于 05-04 10:04 7218次阅读
    关于开关型单节锂电池<b>充电</b>和升压放<b>电控制</b><b>芯片</b>HB6266C的简解

    自动驾驶行业开始进入“中场战事

    在经历了前半场比技术储备、比软硬件整合、比路测经验之后,如今自动驾驶行业已经开始进入了“中场战事”。从去年开始,汽车产业链为应对自动驾驶时代的到来着手自身业务架构调整。
    的头像 发表于 07-31 10:54 2569次阅读

    移动电池电源充电管理IC使用原理及应用

    电子技术让电源管理集成IC的技术的更新换代,同时让人们对电子集成电源充电管理IC的技术发展寄予厚望。
    的头像 发表于 05-30 11:47 9027次阅读

    充电器5V1A电源管理IC芯片U6215

    充电器5V1A电源管理IC芯片U6215有着超低待机功耗
    的头像 发表于 05-20 09:47 6755次阅读

    TWS电源管理芯片的发展

    SP4566同步升压的单芯片解决方案,这是一颗是一款专为移动电源设计的芯片,内部集成了线性充电管理模块、同步放电管理模块、电量检测与LED指示模块、保护模块。
    的头像 发表于 11-30 11:11 4394次阅读

    电源管理ic芯片的作用

    在电子设备系统中担负电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片就叫做电源管理ic芯片,一般我们常见的电源管理芯片有LMG3410R050 ,UCC12050,BQ25790、HIP6301
    的头像 发表于 08-22 17:54 1.1w次阅读

    详解电源管理芯片的选型指南

    电源管理通过一定的电路拓扑,将不同的电源输入转换成满足系统工作需要的输出电压。电源直接影响着系统性能,而决定电源性能的关键元件是电源管理芯片(PMIC),了解电源管理芯片(PMIC)的选择准则非常有必要。
    发表于 03-21 12:12 7522次阅读
    详解<b>电源</b><b>管理</b><b>芯片</b>的选型指南

    nxp电源管理芯片:如何选择电源管理芯片

    根本类型首要电源管理芯片有的是双列直插芯片,而有的是开关电源。当电气工程师提到电源管理这个词时,大多数人会想到各种具有转化器、稳压器和其他功率处理以及功率转化功用的直流电源。但是,电源管理远不止这些
    发表于 05-11 11:12 1018次阅读
    nxp<b>电源</b><b>管理</b><b>芯片</b>:如何选择<b>电源</b><b>管理</b><b>芯片</b>

    nxp电源管理芯片的通用分类与改变

    在电子设备体系中,咱们是一个可以担任电能改变、分配、检测等电能管理职责的芯片,主要担任辨认电源幅值和相应的短波距离,并推动功率输出。 关于nxp电源管理芯片,有两种力量。经过外观挑选包装类型。此外
    发表于 05-21 11:31 473次阅读

    nxp电源管理芯片:手机电源管理芯片在哪里

    nxp电源管理芯片:手机电源管理芯片在哪里? 一切的电子设备都有电源,但不同的体系对电源的要求不同。因而,这样一来,电子体系对电源电压的要求发生了改变,即需求不同的降压电源。为了保持降压的高效率
    发表于 05-23 14:03 1739次阅读

    电源管理芯片的配置和交流简述

    、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片、驱动动器、负载开关、宽带隙开关等。 在未来,电源管理芯片有着广阔的远景。通过开发新的工艺、封装和电路设计技术,也将泛起机能更好的器材,提高电源功率密度、延伸电池寿数、减少电
    发表于 06-08 14:53 769次阅读

    各类电源管理芯片的差异是什么,该如何选择

    现有各类电源管理的差异,具体使用中怎么选择合适的电源管理? 实验室常用的分立式电源管理或轴向引线电源管理。但在电源管理和膜厚方面,电源管理芯片代理商能够在性能上对比电网上的价格。
    发表于 06-21 11:52 788次阅读

    nxp电源管理芯片的变换与驱动开关

    代理商的分类包含其他方面,如线性电源芯片、电压基准芯片、开关电源芯片、LCD驱动芯片、LED驱动芯片、电压检测芯片、电池充电管理芯片、门极驱动、负载开关、宽带隙开关等。 1958年,电源
    发表于 06-22 14:28 358次阅读

    nxp电源管理芯片的结构与特别模块

    、高速和线性以及高分辨率、高速电路设计,以实现与模拟控制架构的功能同等。 电源管理芯片代理商还有必要能够满意差错小于输出电压的答应改变范围。所需的输出电压纹波越小,ADC的分辨率要求就越高。由于抗混叠滤波器和流水线或模数转换
    发表于 06-23 13:55 496次阅读

    nxp电源管理芯片电源管理芯片的约束与分辩

    nxp电源管理芯片电源管理芯片代理商的制约与区别寄予厚望,下面将介绍电源管理技术的首要分类。 nxp电源管理芯片包含很多类别,大致分为电压调节和接口电路两个方面。稳压器包含线性低压差稳压器,以及
    发表于 06-24 11:57 643次阅读

    电源管理电路的结构

    电源管理电路在智能手机中有着至关重要的作用,从组成结构上来看,电源管理电路主要由电源管理芯片充电控制芯片、电池及电池接口电路、供电输出电路、时钟电路、复位电路等组成。
    发表于 08-16 14:17 1179次阅读
    <b>电源</b><b>管理</b>电路的结构

    一颗适配器电源管理芯片U6215介绍

    除了基本的电源变换芯片电源管理芯片还包括以合理利用电源为目的的电源控制芯片。如电池智能快速充电芯片,锂离子电池充电、放电管理芯片等等。
    的头像 发表于 12-27 15:59 813次阅读

    电源管理ic芯片的作用与特性

    电源管理芯片又称电源ic,又叫脉宽调制芯片(pwm),主板用的叫:可编程脉宽调制芯片,主要负责控制cpu的主供电,一般位于cpu插座附近,可看型号识别。
    发表于 02-11 11:27 791次阅读

    电源管理ic芯片是什么

    电源管理ic芯片是什么 电源管理ic芯片主要管理电子设备系统中电能的转换、配电、检测和其他电源管理电源管理半导体从所包含的器件来说,明确强调电源管理集成电路(电源
    发表于 02-16 15:47 575次阅读

    电源管理IC的作用是什么

    ,以保证电子设备的正常工作和延长电池寿命。 电源管理IC通常由模拟电路、数字电路、功率器件和电源控制单元等组成,可以实现高效率、低功耗、高集成度的电源管理功能。它可以在一个小型芯片中集成多个电源管理功能,如升降压转换、电源
    的头像 发表于 02-18 15:16 1363次阅读

    电源管理芯片应用范围

    当今这个世界,人们的生活已是片刻也离不开中国电子技术设备。电源进行管理芯片在电子信息设备控制系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其它电能质量管理的职责。电源管理芯片对电子商务系统发展而言是不可或缺的,其性能的优劣对整机的性能方面有着可以直接的影响
    发表于 02-21 16:46 438次阅读
    <b>电源</b><b>管理</b><b>芯片</b>应用范围

    电源管理 IC有哪些?

    电源管理 IC,简称PMIC,是一种专门用于控制管理电源的集成电路。它可以为电子设备提供各种功能,如电池充电电源转换、电源监测、电源保护等。
    发表于 02-22 18:03 287次阅读

    简述无线充电电源管理ic原理

    无线充电电源管理IC是指用于无线充电技术中的电源管理芯片。这种芯片主要包括功率管理、电池充电管理电源切换等功能。无线充电电源管理IC的主要作用是通过
    发表于 02-26 17:48 361次阅读

    下载硬声App