大功率充電風(fēng)口已至！MPS有哪些殺手锏方案助力主流客戶？

3月17日，小米R(shí)edimi春季發(fā)布會(huì)上，正式發(fā)布Redmi K50 Pro、K50、K40S三大旗艦手機(jī)，以及Redmi MAX 100"巨屏電視等產(chǎn)品。Redmi K50 Pro定位硬核全能旗艦，最高512GB存儲(chǔ)，搭載天璣9000芯片，高達(dá)120W 的快充與5000mAh單電芯電池的組合。

而在汽車(chē)領(lǐng)域，華為問(wèn)界M5內(nèi)置40kWh電池組，支持100kW快充充電樁，45分鐘可以沖入60%電量。大功率快充，在消費(fèi)電子、IoT設(shè)備乃至汽車(chē)充電領(lǐng)域都有涉及。

作為全球高性能模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商，芯源系統(tǒng)有限公司MPS在電源管理領(lǐng)域耕耘多年，他們提供的電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和位置控制等整套解決方案在工業(yè)、消費(fèi)電子和汽車(chē)領(lǐng)域攻下眾多客戶，對(duì)于現(xiàn)在快充市場(chǎng)，他們有怎樣的市場(chǎng)前瞻？USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)推出，對(duì)于電源市場(chǎng)帶來(lái)了哪些改變？MPS有哪些領(lǐng)先的方案和產(chǎn)品進(jìn)展？電子發(fā)燒友記者專(zhuān)訪了MPS AC/DC產(chǎn)品總監(jiān)Peter Huang，他帶來(lái)了對(duì)電源市場(chǎng)的深刻洞察和前瞻觀點(diǎn)。

圖：MPS AC/DC產(chǎn)品總監(jiān)Peter Huang

USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)確立 預(yù)示大功率充電趨勢(shì)確立

USB PD 3.1快充規(guī)范將功率分為標(biāo)準(zhǔn)功率范圍（SFR）和擴(kuò)展功率范圍（EPR）。市場(chǎng)上主流的USB PD 3.0 PPS快充標(biāo)準(zhǔn)不變，最大充電功率100W，而新增加28V、36V、48V三個(gè)電壓屬于拓展功率范圍，三個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的最大輸出電流均為5A，輸出功率最大可以達(dá)到240W。

USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)還在拓展功率范圍增加三組可調(diào)整電壓檔位，簡(jiǎn)稱(chēng)AVS，分別為AVS APDO 15V~28V5A、15V~36V5A、15V~48V5A。AVS最小調(diào)壓步進(jìn)是0.1V，并且繼續(xù)沿用基于PDP的恒功率限制模式。

Peter Huang對(duì)電子發(fā)燒友記者表示，USB PD 3.1標(biāo)準(zhǔn)的推出，反映了消費(fèi)市場(chǎng)大功率充電的趨勢(shì)。在快充電源領(lǐng)域，大功率快充已經(jīng)成為了市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，尤其是掌握著主流快充標(biāo)準(zhǔn)的USB-IF協(xié)會(huì)發(fā)布了USB PD3.1快充標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)最大240W的充電功率。

為了應(yīng)對(duì)大功率電源的應(yīng)用需求，MPS今年下半年將會(huì)推出針對(duì)最新USB PD3.1快充應(yīng)用(最大240W)，并能滿足所有能效標(biāo)準(zhǔn)的新一代控制器。這將是未來(lái)業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的新拐點(diǎn)。

Peter Huang介紹說(shuō)：“MPS在USB PD3.0標(biāo)準(zhǔn)布局很多，包括AC-DC、DC/DC產(chǎn)品，都會(huì)緊跟標(biāo)準(zhǔn)來(lái)開(kāi)發(fā)。在100W-240W的快充應(yīng)用中,普通拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很難同時(shí)滿足在各個(gè)輸出電壓的輕載能效要求和實(shí)現(xiàn)滿載功率最高效率。MPS看到新的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，新功率范圍內(nèi)，我們把新的拓?fù)浞桨高\(yùn)用到產(chǎn)品中，滿足PD3.1要求，我們今年計(jì)劃推出一個(gè)符合USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品，功率會(huì)覆蓋到240W?！?/p>

MPS在大功率充電產(chǎn)品的布局早已經(jīng)開(kāi)始，去年10月，MPS推出了數(shù)字PFC+LLC集成控制器HR1211方案，基于這個(gè)方案，國(guó)內(nèi)廠商也推出了100W多口快充和200W氮化鎵多口快充方案。

Peter Huang指出，HR1211方案推向市場(chǎng)有一個(gè)契合點(diǎn)，這款產(chǎn)品充分體現(xiàn)MPS優(yōu)勢(shì)，這是一款數(shù)字控制芯片，集成多模式PFC和電流型LLC的二合一控制器，芯片集成了高壓電流源、安規(guī)認(rèn)證的X電容放電電路、PFC和LLC的高壓驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)了非常簡(jiǎn)潔的外圍電路。

圖：HR1211方案

因?yàn)镠R1211的數(shù)字控制內(nèi)核結(jié)合可重復(fù)編輯的存儲(chǔ)單元，賦予整個(gè)方案強(qiáng)大的靈活性。PFC和LLC兩級(jí)電路之間的配合，不同控制模式之間的切換；關(guān)鍵工作點(diǎn)的開(kāi)關(guān)頻率；保護(hù)功能的閾值、時(shí)間以及恢復(fù)方式；所有這些主要的功能都可以通過(guò) UART 的通訊口進(jìn)行自由配置，并能夠在圖化操作界面上完成，這使得基于 HR1211的電源設(shè)計(jì)能夠靈活的適應(yīng)不同應(yīng)用在不同設(shè)計(jì)中的性能要求。

Peter Huang透露，今年針對(duì)100W到180W， MPS會(huì)在第二季度推出一個(gè)新產(chǎn)品HR127X這款產(chǎn)品的輕載效率比上一代更高，針對(duì)客戶240W以下的終端產(chǎn)品要求，新方案比原來(lái)方案有功率的提升。

大功率充電確立 率先發(fā)力的三大細(xì)分市場(chǎng)

根據(jù)電子發(fā)燒友記者的調(diào)查，120W以上的大功率充電已經(jīng)率先在5G旗艦機(jī)型普及。Peter Huang指出，手機(jī)快充，向大功率演進(jìn)。最早iPhone8都標(biāo)配5W充電器，。iPhone11 Pro標(biāo)配了18W快充，iPhone13只需要一個(gè)20WPD快充頭，iPhone13 pro max支持最高27w快充。安卓手機(jī)都標(biāo)配60W、66W快充，到了小米12 pro標(biāo)配120W氮化鎵充電器。

手機(jī)電池配置120W以上的快充也是屢見(jiàn)不鮮，隨著功率密度的提升，大功率充電方案是一種發(fā)展趨勢(shì)。這一點(diǎn)從小米、Realme、OPPO最新的5G旗艦機(jī)配置就可見(jiàn)端倪。

其次，消費(fèi)類(lèi)比如電視機(jī)向智能電視轉(zhuǎn)變后，功耗在逐漸增大。以往傳統(tǒng)電視40W-50W就可以，現(xiàn)在隨著高清電視、屏幕越來(lái)越大，清晰度越來(lái)越高，電視電源系統(tǒng)的功率也在增大。比如華為智慧屏V65電視功耗到達(dá)200W。電源市場(chǎng)也是全力增長(zhǎng)。

還有，近年來(lái)，人工智能與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展速度驚人。5G通信技術(shù)的迅速普及，數(shù)據(jù)中心大量建設(shè)，對(duì)服務(wù)器電源的性能提出更高要求，以AI服務(wù)器為例，要求從12V升級(jí)到48V，從節(jié)省能源、提升整機(jī)功率密度和提升系統(tǒng)效率入手，大功率電源成為主要的發(fā)展趨勢(shì)。

針對(duì)國(guó)內(nèi)新興的電動(dòng)兩輪車(chē)充電市場(chǎng)，Peter Huang認(rèn)為，未來(lái)電動(dòng)兩輪車(chē)充電方案向安全性、綠色能源的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變。電動(dòng)兩輪車(chē)在國(guó)外采用鋰電快充，采用新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，隨著國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)安全標(biāo)準(zhǔn)落地，對(duì)于電源芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)也會(huì)帶來(lái)助力。筆者在去年的慕尼黑電子展上，已經(jīng)看到MPS在展示600W ACDC充電方案。

Peter Huang認(rèn)為，現(xiàn)在業(yè)界充電器從小功率向大功率發(fā)展，就是朝MPS的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域靠近。電動(dòng)工具、電動(dòng)兩輪車(chē)、手機(jī)、IoT設(shè)備等細(xì)分市場(chǎng)的充電適配器方案，都有不同輸出電壓和不同的功率要求。

芯片供應(yīng)難題 MPS有自身的解決之道

從去年下半年，全球半導(dǎo)體芯片缺貨以來(lái)，芯片缺貨問(wèn)題一直在電源市場(chǎng)蔓延?！罢麄€(gè)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)能不夠，去年下半年和今年第一季度，產(chǎn)能緊缺的情況沒(méi)有根本性好轉(zhuǎn)。PD芯片缺貨，快充芯片缺貨，我們的芯片交期也比較長(zhǎng)，MPS去年在汽車(chē)、消費(fèi)、5G和工業(yè)領(lǐng)域都保持很強(qiáng)的增長(zhǎng)勢(shì)頭。整體達(dá)到40%的增長(zhǎng)，MPS的芯片產(chǎn)能擴(kuò)充滿足業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)幅度?！盤(pán)eter Huang說(shuō)。

據(jù)悉，MPS的芯片供應(yīng)鏈都集中在大中華地區(qū)，服務(wù)全球。芯片工廠、芯片測(cè)試都在中國(guó)。本地化的生產(chǎn)、測(cè)試和交付，保證供應(yīng)鏈的順暢運(yùn)作。“供貨電源芯片上面，MPS和客戶充分溝通，提前做好增產(chǎn)計(jì)劃，在芯片缺貨的大環(huán)境下滿足客戶自身的增長(zhǎng)需求，現(xiàn)在大家都是努力配合客戶把產(chǎn)品交期做好?！?Peter Huang表示。

2022年，MPS ACDC 產(chǎn)品線會(huì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，正是前兩年公司進(jìn)軍大功率市場(chǎng)戰(zhàn)略落地的一個(gè)結(jié)果，HR1211的方案就是主力的方案之一，HR1211和快推出的HR127X都抓住了大功率快充的趨勢(shì)。其大功率方案也會(huì)在PC、電動(dòng)兩輪車(chē)、智能電視，大功率照明得到市場(chǎng)的高度認(rèn)可。

Peter Huang預(yù)計(jì)，未來(lái)2-3年USB PD3.1標(biāo)準(zhǔn)的充電器會(huì)占大頭，消費(fèi)電子和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備充電都會(huì)采用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在市場(chǎng)正在演化，MPS看好這個(gè)市場(chǎng)，也會(huì)不斷帶來(lái)新產(chǎn)品助力主流客戶的市場(chǎng)成功。

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