移動(dòng)電源SOC方案樹(shù)立行業(yè)新標(biāo)桿！

　　2014年5月“中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)”正式發(fā)布并實(shí)施《USB接口類移動(dòng)電源標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)志了移動(dòng)電源行業(yè)從以往無(wú)序狀態(tài)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)界誠(chéng)信自律、規(guī)范經(jīng)營(yíng)的階段。

　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出來(lái)，但隨之衍生的問(wèn)題也出來(lái)了。除了移動(dòng)電源廠家必須有的社會(huì)責(zé)任心外，要在目前競(jìng)爭(zhēng)激烈的商業(yè)環(huán)境下保持一定利潤(rùn)，廠家們能否做出符合標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)電源產(chǎn)品呢？

　　其實(shí)在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈的移動(dòng)電源行業(yè)里，產(chǎn)品功能是相當(dāng)繁多的，如各種安全保護(hù)、快速充電、轉(zhuǎn)換效率高、同步大電流的充放電、五花八門的電量顯示方式、精準(zhǔn)的電量計(jì)量、高精度的充放電、智能充電、可擴(kuò)展性等，這使得傳統(tǒng)的模擬電源電路設(shè)計(jì)方式已經(jīng)完全無(wú)法滿足設(shè)計(jì)人員的需求，工程師們需要全新的芯片解決方案才能在有限成本里設(shè)計(jì)完成符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。易能微電子在全球第一次實(shí)現(xiàn)了寫(xiě)軟件的電源芯片，外圍無(wú)需MCU，可以在3天內(nèi)為客戶設(shè)計(jì)出滿足任意要求的移動(dòng)電源芯片和電路板，為工程師們提供全新的方案設(shè)計(jì)利器。

　　不可否認(rèn)，在以MCU工程師占技術(shù)主力的環(huán)境下，軟件多合一方案是當(dāng)前移動(dòng)電源設(shè)計(jì)技術(shù)的主流。不過(guò)連一些世界頂級(jí)MCU廠商也承認(rèn)，用8位MCU設(shè)計(jì)的PWM驅(qū)動(dòng)能力有效，無(wú)法驅(qū)動(dòng)MOS輸出2.5A以上大電流。

　　表1：易能方案與業(yè)界主流技術(shù)方案的對(duì)照表

　　實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界主要評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)的大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，易能方案的所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)超過(guò)《USB接口類移動(dòng)電源標(biāo)準(zhǔn)》里在電性能方面所提出的標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他方案，樹(shù)立了移動(dòng)電源行業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)（參見(jiàn)表一）。

　　表2 《USB接口類移動(dòng)電源標(biāo)準(zhǔn)》電性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)比較結(jié)果

　　易能推出的單芯片移動(dòng)電源SOC芯片：EDP2339（內(nèi)置MOS管、2A充2A放），實(shí)測(cè)移動(dòng)電源2A放電效率可達(dá)93%，而芯片溫度也只有70℃。EDP2339是業(yè)界效率最高的內(nèi)置MOS單芯片移動(dòng)電源IC，外圍無(wú)需MCU或MOS管，可以為客戶提供3天快速設(shè)計(jì)服務(wù)。

　　圖1：EDP2339放電效率圖

　　易能的另一款旗艦級(jí)移動(dòng)電源SOC芯片：EDP2046（外置MOS、2A充3A放），實(shí)測(cè)移動(dòng)電源3A放電效率可達(dá)94.7%，而芯片溫度也只有70度。EDP2046是業(yè)界效率最高的外置MOS單芯片移動(dòng)電源IC，外圍無(wú)需MCU，可以為客戶提供3天快速設(shè)計(jì)服務(wù)。

　　接下來(lái)筆者將從采用EDP2339的某款移動(dòng)電源的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，來(lái)具體闡述易能方案的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)（注：以下各項(xiàng)閾值均可以通過(guò)軟件調(diào)整）：

　　一、 充電過(guò)程

　　當(dāng)插入適配器超過(guò)5毫秒，系統(tǒng)進(jìn)入充電模式。如電池電壓小于3V，此時(shí)時(shí)的充電電流設(shè)定在250mA進(jìn)行充電，稱為涓流階段。當(dāng)電池電壓超過(guò)3V時(shí)進(jìn)入恒流充電階段，以2A電流給電池充電。當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V時(shí)，進(jìn)入恒壓充電階段。此外，為了應(yīng)對(duì)目前有些智能機(jī)的快充模式，通過(guò)使用易能芯片專用軟件也能夠快速完成提升充電電壓或電流的設(shè)計(jì)要求。電池充滿電壓可以任意設(shè)置。

　　二、適配器自適應(yīng)

　　芯片可以根據(jù)適配器電壓自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整充電電流，讓適配器工作在穩(wěn)定狀態(tài)，防止適配器輸出電流過(guò)大。

　　三、放電過(guò)程

　　可以支持手機(jī)即插即用，可以支持限制功率模式，空載檢測(cè)電流可以任意設(shè)置，輸出電壓可以任意設(shè)置，放電效率業(yè)界最高。

　　四、同充同放

　　移動(dòng)電源在同時(shí)接入負(fù)載和適配器時(shí)，芯片根據(jù)負(fù)載功率需求來(lái)智能分配電流，同時(shí)給負(fù)載和移動(dòng)電源充電。

　　五、業(yè)界最全的保護(hù)功能

　　易能芯片的快速純硬件保護(hù)都是納秒級(jí)的，而基于MCU的方案由于頻率和指令流水的限制，通常在十幾毫秒，因此可輕松實(shí)現(xiàn)多達(dá)12重純硬件快速保護(hù)。

　　1） 過(guò)溫保護(hù)模式：芯片內(nèi)部集成過(guò)溫保護(hù)電路，用于檢測(cè)芯片內(nèi)部溫度，保護(hù)芯片工作。當(dāng)芯片溫度超過(guò)145度時(shí)，芯片內(nèi)部保護(hù)電路將環(huán)路關(guān)閉，待芯片降溫到低于120度，環(huán)路才能再次工作。

　　2） 電池過(guò)壓保護(hù)：系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到電池電壓超過(guò)4.4V，判定為電池過(guò)壓，停止對(duì)電池的任何操作。

　　3） 芯片集成的頻率可調(diào)PWM也可輕松實(shí)現(xiàn)4種過(guò)流保護(hù)機(jī)制。比如，正向電流檢測(cè)在PWM儲(chǔ)能管開(kāi)啟后80ns后開(kāi)始檢測(cè)，當(dāng)電池的電流超過(guò)保護(hù)電流閾值時(shí)， PWM儲(chǔ)能管被關(guān)閉，在整個(gè)PWM周期內(nèi)不再開(kāi)啟，等到下個(gè)PWM周期才重新開(kāi)啟。反向向電流檢測(cè)在PWM整流管開(kāi)啟后80納秒后開(kāi)始檢測(cè)，當(dāng)電池的反向電流超過(guò)保護(hù)電流閾值時(shí)， PWM整流管被關(guān)閉，在整個(gè)PWM周期內(nèi)不再開(kāi)啟，等到下個(gè)PWM周期才重新開(kāi)啟。

　　4） 放電輸出欠壓/過(guò)壓/過(guò)流保護(hù)：放電狀態(tài)下，當(dāng)輸出電壓高于6V時(shí)，系統(tǒng)判定為輸出過(guò)壓，系統(tǒng)關(guān)閉環(huán)路，2秒后再次檢測(cè)輸出電壓。如果恢復(fù)正常，則繼續(xù)放電，否則重復(fù)上述過(guò)程。放電狀態(tài)下，輸出電流達(dá)到限流值時(shí)， 系統(tǒng)降低輸出電壓， 從而達(dá)到恒功率輸出， 且輸出限流可調(diào)。 當(dāng)輸出電壓小于4.25V時(shí)，系統(tǒng)判定為輸出欠壓，則系統(tǒng)環(huán)路關(guān)閉，待輸出電壓大于4.6V繼續(xù)放電。

　　5） 放電輸出短路保護(hù)：放電狀態(tài)下， 當(dāng)發(fā)生短路， 系統(tǒng)在1us 內(nèi)關(guān)閉輸出； 當(dāng)拔掉負(fù)載后再次按 PB 鍵，回到正常放電狀態(tài)。

　　六、認(rèn)證

　　易能芯片方案可以非常輕松通過(guò)CE、FCC和MFI等認(rèn)證。

　　圖1：基于EDP2339移動(dòng)電源方案原理圖

　　目前在強(qiáng)制國(guó)標(biāo)還未推出的情況下，整個(gè)產(chǎn)業(yè)界和消費(fèi)者都在呼喚“業(yè)界良心”來(lái)促進(jìn)移動(dòng)電源行業(yè)的良性健康發(fā)展，因此只有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)才能制造出安全的移動(dòng)電源。易能微電子始終秉承嚴(yán)于律己、精益求精的職業(yè)態(tài)度為廣大用戶提供最高品質(zhì)的移動(dòng)電源解決方案。

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