聚焦移動設(shè)備可續(xù)航 芯片商力推快充、無線充電

　　移動設(shè)備電源供電效率大躍進(jìn)。隨著智能型移動設(shè)備納入愈來愈多的功能，其耗電量也隨之增加，使用者不僅需要續(xù)航力更為持久、容量更大的電池，對于能隨時為移動設(shè)備供電、緩解電池用量不足窘境的新技術(shù)，如快充（Fast Charging）、無線充電等功能，更是躍躍欲試。

　　這樣的需求，也驅(qū)動了電源芯片商積極提出新的解決方案；如包爾英特（Power Integrations）近期已推出的新款電源供應(yīng)器芯片，可望大幅革新移動設(shè)備充電器、轉(zhuǎn)接器電路設(shè)計；而針對快充及無線充電技術(shù)，戴樂格 （Dialog）半導(dǎo)體、IDT等芯片商亦正積極布局。

　　高整合電源供應(yīng)IC問世　移動設(shè)備充電設(shè)計進(jìn)化

　　事實上，歐盟及美國即將發(fā)布新的能源效率標(biāo)準(zhǔn)，并預(yù)計于2016年陸續(xù)上路；為協(xié)助移動設(shè)備電源變壓器設(shè)計人員更容易達(dá)到相關(guān)規(guī)範(fàn)要求，同時符合移動設(shè)備充電器、轉(zhuǎn)接器朝向高功率密度發(fā)展的趨勢，包爾英特推出將初級端（Primary-side）、次級端（Secondary-side）的主動元件和回授電路整合于同一封裝內(nèi)的高性能、高整合方案，可望革新移動設(shè)備電源供應(yīng)設(shè)計方式。

　　圖1　包爾英特業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Shyam Dujari表示，該公司的高整合電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換芯片，可符合美國、歐盟最新提出的外部電源能效標(biāo)準(zhǔn)。

　　包爾英特業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Shyam Dujari（圖1）表示，歐盟外部電源能效行為準(zhǔn)則第五版草案--CoC V5，對外部電源在不同負(fù)載條件時有不同的效能要求，以確保電源效率。該項規(guī)範(fàn)第一階段已于2014年1月1日生效，第二階段預(yù)計將于2016年1月1日上路。

　　無獨有偶，美國能源部（DOE）今年亦發(fā)布外部電源供應(yīng)器最終規(guī)則；規(guī)章中要求目前外部電源供應(yīng)器的最低能效須從等級4一舉提升到等級6。此節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)將在聯(lián)邦法規(guī)（Federal Register）期刊公布2年后，也就是2016年2月10日生效，將為移動設(shè)備的電源供應(yīng)設(shè)計帶來新的挑戰(zhàn)。

　　除了新的法規(guī)是促使電源供應(yīng)元件效能必須有所提升的驅(qū)動因素外，移動設(shè)備朝向大尺寸發(fā)展的趨勢也是重要推力。Dujari解釋，大尺寸的智能型手機、平板電腦讓電池容量增加，不過電源轉(zhuǎn)換器尺寸設(shè)計卻并未隨之加大，這代表著轉(zhuǎn)換器、充電器的電源功率密度必須不斷提升，才能符合移動設(shè)備電源供應(yīng)的需求。

　　因應(yīng)上述挑戰(zhàn)，包爾英特日前已于2014年慕尼黑電子展（Electronica）上正式發(fā)布新的電源供應(yīng)器芯片--InnoSwitch（圖2）。該產(chǎn)品整合了初級側(cè)場效電晶體（FET）、無損耗電流檢測（Lossless Current Sense）、初/次級端控制器、同步整流（SR）控制器等元件，并具備包爾英特的高速數(shù)位FluxLink技術(shù)，可越過安全隔離屏障，進(jìn)行高度精準(zhǔn)的二次側(cè)直接電壓和電流測量通訊；而同步整流功能與初級側(cè)控制器的結(jié)合，加上FluxLink技術(shù)，使得同步整流開關(guān)時序得以優(yōu)化，從而提高電源供應(yīng)效率。

　　圖2　InnoSwitch方案架構(gòu)圖

　　此外，InnoSwitch提供達(dá)25瓦（W）的定電壓和定電流，因此適合用于智能型移動設(shè)備充電器與轉(zhuǎn)換器，亦可廣泛應(yīng)用于機上盒、網(wǎng)路設(shè)備與電腦周邊設(shè)備等。

　　Dujari強調(diào)，InnoSwitch是目前業(yè)內(nèi)首見在同一硅基板上整合度最高的電源供應(yīng)解決方案，可減少電源供應(yīng)器的元件使用量，其次級端穩(wěn)壓架構(gòu)讓設(shè)計人員得以使用更簡單、更低成本的變壓器，同時改善生產(chǎn)良率，進(jìn)而大幅降低製造成本，并提高電源供應(yīng)效率。目前已有兩家移動設(shè)備製造商正採用結(jié)合 FluxLink技術(shù)的InnoSwitch系列IC來生產(chǎn)充電器。

　　事實上，除了以新型態(tài)的電源供應(yīng)設(shè)計提升移動設(shè)備電源轉(zhuǎn)換效率之外，包爾英特亦積極布局高通（Qualcomm）所提出的快充標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，以滿足使用者快速且便利充電的渴望。

　　此外，另一電源芯片商--戴樂格，在移動設(shè)備電源管理市場亦是攻勢連連。繼2013年購併iWatt并厚實交流對直流（AC-DC）電源管理技術(shù)實力后，戴樂格近來在移動設(shè)備電源管理市場可謂火力全開，不僅成為首家同時量產(chǎn)支援高通Quick Charge 2.0和聯(lián)發(fā)科Pump Express快充規(guī)格的電源芯片商，更積極布局無線充電系統(tǒng)中AC-DC與藍(lán)牙（Bluetooth）的整合方案，全面?zhèn)潺RAC-DC電源管理產(chǎn)品線。

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