安森美半導(dǎo)體打造行業(yè)首款支持快充的智能單芯片移動電源方案

當(dāng)下的碎片化信息時代，隨著碎片式內(nèi)容的日益豐富，移動設(shè)備的使用頻次越來越密集，一款集時尚輕薄的外形與快速充電于一身的充電設(shè)備，自然更得消費(fèi)者青睞。所以， 更智能且支持快充的移動電源方案便應(yīng)運(yùn)而生。

用戶通常都是在遠(yuǎn)離電源的場合使用移動設(shè)備如玩游戲、看視頻、發(fā)微信等，需要隨時隨處頻繁為移動設(shè)備充電，這種需求促進(jìn)移動電源市場的增長。根據(jù)有關(guān)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測，移動電源的出貨量將從2016年的不到5億只增加到2019年的超過9億只，從而使得市場年均增長率高達(dá)17.5%。TMR最新研究報告指出，預(yù)計到2022年，全球移動電源市場規(guī)模將超過361億美元，2014-2022期間年復(fù)合增率高達(dá)25.9%。

圖1：移動電源市場趨勢

在市場發(fā)展的不斷推動下，僅僅具備簡單的充電功能的移動電源，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足消費(fèi)者的期望， 而更智能的特性和更前沿的設(shè)計則是消費(fèi)者的普遍期待，尤其是能使電池盡快充滿電的移動電源，可將不便減至最小。安森美半導(dǎo)體高度集成的單芯片移動電源方案LC709501F，可實現(xiàn)功能豐富且更具差異化特性的智能移動電源產(chǎn)品，更智能且支持快充，幫助移動電源供應(yīng)商在市場競爭中處于有利地位。

開創(chuàng)的功能：與移動設(shè)備通信，于移動設(shè)備顯示電池信息數(shù)據(jù)

相信很多消費(fèi)者都有過因攜帶的移動電源電量不足而無法為移動設(shè)備充電的惱人經(jīng)歷。安森美半導(dǎo)體的智能充電控制器LC709501支持通過USB 2.0 全速主機(jī)控制器獲取移動電源電池信息如1% 步進(jìn)剩余電量、電池溫度、電池電流及電池健康指標(biāo)(電池充放電周期數(shù))，提供行業(yè)首款電池信息數(shù)據(jù)顯示App用于移動設(shè)備，讓消費(fèi)者通過移動設(shè)備隨時知悉所攜帶的移動電源的各項指標(biāo)，大大提高用戶體驗。

如圖2所示，只要基于LC709501的移動電源被連接到移動設(shè)備如智能手機(jī)，創(chuàng)新的移動電源應(yīng)用程序就自動啟動，移動電源的詳細(xì)運(yùn)行信息及關(guān)鍵參數(shù)將顯示在智能手機(jī)的屏幕，如移動電源電池剩余電量及動畫運(yùn)行、移動電源電池使用時間、剩下的充電時間、電池溫度、快充開關(guān)按鈕等等，并且該方案還支持移動電源供應(yīng)商在該App界面顯示其公司Logo。

圖2：與智能手機(jī)的通信顯示電池健康和充電信息

系統(tǒng)架構(gòu)簡單且高度集成

傳統(tǒng)的移動電源方案通常包括微控制器(MCU)、低壓降穩(wěn)壓器(LDO)、USB檢測模塊和充電穩(wěn)壓模塊等多個元件，需要大量的設(shè)計整合時間，以及軟件開發(fā)時間來處理邏輯和控制功能。安森美半導(dǎo)體新的單芯片方案LC709501F 將多個元件集成到單個封裝，減少元件數(shù)，節(jié)省約20%的空間，實現(xiàn)緊湊的、超薄的高性能系統(tǒng)，支持平臺設(shè)計，外置的FET還可擴(kuò)展充電能力。該單芯片方案包括集成的電量計功能、可配置的I/O、LED驅(qū)動器、I2C接口、USB 2.0全速主機(jī)控制器，和用于外部功率MOSFET的預(yù)驅(qū)動器，提供領(lǐng)先業(yè)界的功率密度。

圖3：移動電源之傳統(tǒng)方案架構(gòu)對比安森美半導(dǎo)體方案架構(gòu)

支持最新的快充標(biāo)準(zhǔn)

為加快充電速度，縮短充電時間，市場上產(chǎn)生了各種快速充電標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)格和充電速度及輸出功率如圖4所示。一般而言，輸出電流和輸出電壓越高，充電越快。安森美半導(dǎo)體的移動電源方案LC709501可自動檢測移動設(shè)備的電池標(biāo)準(zhǔn)，并集成最佳充電方式選擇功能，通過更新固件支持最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn)，如高通快速充電QC2.0和QC3.0等專有充電協(xié)議，并可通過額外的軟件支持USB PD和Type-C連接，資深用戶甚至可對LC709501F重新編程以實現(xiàn)定制的充/放電協(xié)議，通過改變外部MOSFET支持最大12V、2.5A(30W)的輸出功率等級。

圖4：快速充電標(biāo)準(zhǔn)概覽及比較

豐富的保護(hù)機(jī)制

移動電源的安全問題不容忽視，如若其保護(hù)機(jī)制的設(shè)計不合理，將有可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。安森美半導(dǎo)體的LC709501F提供過流檢測、過壓檢測、安全計時器和冗余電池保護(hù)等全面的保護(hù)機(jī)制，并采用一個熱敏電阻用于溫度監(jiān)測，增強(qiáng)安全性。此外，其自適應(yīng)充電算法能在兼顧電池健康狀態(tài)的同時，實現(xiàn)最大化的電荷存儲容量，確保更長的電池使用壽命。

能效測試

安森美半導(dǎo)體對LC709501F作了6組能效測試，6組數(shù)據(jù)的能效都超過90%，如圖5所示。

圖5：能效測試曲線

總結(jié)

安森美半導(dǎo)體打造的行業(yè)首款支持快充的智能單芯片移動電源方案LC709501F，開創(chuàng)了移動電源與移動設(shè)備通信的功能，可準(zhǔn)確可靠地于屏幕顯示電池信息數(shù)據(jù)，提供全新的用戶體驗，具備智能特性以及同類最佳的集成度，系統(tǒng)架構(gòu)簡單，有利于實現(xiàn)緊湊的、時尚輕薄的移動電源，支持平臺設(shè)計，并兼容最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn)，滿足消費(fèi)者對隨時隨地為便攜式電子產(chǎn)品充電的需求，提供寬廣的功率和5 V、9 V甚或12 V工作的電壓輸出范圍，通過簡單的FET選擇，最大充放電能力達(dá)30 W，全面的保護(hù)機(jī)制增強(qiáng)安全性并確保電池使用壽命。此外，為幫助移動電源制造商加速產(chǎn)品上市進(jìn)程，安森美半導(dǎo)體還提供參考設(shè)計套件，最大限度地縮減設(shè)計人員重設(shè)計硬件的時間。