移動電源SOC方案樹立行業(yè)新標(biāo)桿！

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

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

　　其實(shí)在價格競爭激烈的移動電源行業(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)計方式已經(jīng)完全無法滿足設(shè)計人員的需求，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)了寫軟件的電源芯片，外圍無需MCU，可以在3天內(nèi)為客戶設(shè)計出滿足任意要求的移動電源芯片和電路板，為工程師們提供全新的方案設(shè)計利器。

　　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)前移動電源設(shè)計技術(shù)的主流。不過連一些世界頂級MCU廠商也承認(rèn)，用8位MCU設(shè)計的PWM驅(qū)動能力有效，無法驅(qū)動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)方案的對照表

　　實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)界主要評測機(jī)構(gòu)的大量實(shí)測數(shù)據(jù)表明，易能方案的所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)超過《USB接口類移動電源標(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，樹立了移動電源行業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)（參見表一）。

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

　　易能推出的單芯片移動電源SOC芯片：EDP2339（內(nèi)置MOS管、2A充2A放），實(shí)測移動電源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單芯片移動電源IC，外圍無需MCU或MOS管，可以為客戶提供3天快速設(shè)計服務(wù)。

　　圖1：EDP2339放電效率圖

　　易能的另一款旗艦級移動電源SOC芯片：EDP2046（外置MOS、2A充3A放），實(shí)測移動電源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單芯片移動電源IC，外圍無需MCU，可以為客戶提供3天快速設(shè)計服務(wù)。

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

　　一、 充電過程

　　當(dāng)插入適配器超過5毫秒，系統(tǒng)進(jìn)入充電模式。如電池電壓小于3V，此時時的充電電流設(shè)定在250mA進(jìn)行充電，稱為涓流階段。當(dāng)電池電壓超過3V時進(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，進(jìn)入恒壓充電階段。此外，為了應(yīng)對目前有些智能機(jī)的快充模式，通過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)適配器電壓自動動態(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大。

　　三、放電過程

　　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

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

　　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） 過溫保護(hù)模式：芯片內(nèi)部集成過溫保護(hù)電路，用于檢測芯片內(nèi)部溫度，保護(hù)芯片工作。當(dāng)芯片溫度超過145度時，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） 電池過壓保護(hù)：系統(tǒng)實(shí)時對電池電壓進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到電池電壓超過4.4V，判定為電池過壓，停止對電池的任何操作。

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

　　4） 放電輸出欠壓/過壓/過流保護(hù)：放電狀態(tài)下，當(dāng)輸出電壓高于6V時，系統(tǒng)判定為輸出過壓，系統(tǒng)關(guān)閉環(huán)路，2秒后再次檢測輸出電壓。如果恢復(fù)正常，則繼續(xù)放電，否則重復(fù)上述過程。放電狀態(tài)下，輸出電流達(dá)到限流值時， 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，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CE、FCC和MFI等認(rèn)證。

　　圖1：基于EDP2339移動電源方案原理圖

　　目前在強(qiáng)制國標(biāo)還未推出的情況下，整個產(chǎn)業(yè)界和消費(fèi)者都在呼喚“業(yè)界良心”來促進(jìn)移動電源行業(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)的移動電源解決方案。

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