隨著移動(dòng)設(shè)備越來越豐富的功能,，耗電量卻也顯著增加,，而消費(fèi)者同時(shí)希望設(shè)備持續(xù)連接的生活方式和時(shí)尚輕薄的外形,，電池續(xù)航力成為亟需解決的問題，更智能且支持快充的移動(dòng)電源方案便應(yīng)運(yùn)而生,。
移動(dòng)電源，俗稱充電寶,，是移動(dòng)電池充電器,。它可從USB端口汲取電源并將電能儲(chǔ)存起來，在移動(dòng)設(shè)備需要充電時(shí)無需電源插座就可為電池提供電源,。由于用戶經(jīng)常遠(yuǎn)離電源使用移動(dòng)設(shè)備如玩游戲,、看視頻、發(fā)微信等,，需要隨時(shí)隨處頻繁為移動(dòng)設(shè)備充電,，這需求促進(jìn)移動(dòng)電源市場(chǎng)的增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),，移動(dòng)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,，市場(chǎng)年均增長(zhǎng)率高達(dá)17.5%,。
隨著市場(chǎng)的不斷發(fā)展，移動(dòng)電源若僅僅具備簡(jiǎn)單的充電功能已無法完全滿足消費(fèi)者的期望,，消費(fèi)者普遍期待更智能的特性和更前沿的設(shè)計(jì),，尤其是移動(dòng)電源的容量隨著時(shí)間的推移而增加，其精密度定會(huì)提高,，使電池可以盡快充滿電和將不便減至最少,。安森美半導(dǎo)體的高度集成的單芯片移動(dòng)電源方案LC709501F，可實(shí)現(xiàn)功能豐富且更具差異化特性的智能移動(dòng)電源產(chǎn)品,，幫助移動(dòng)電源供應(yīng)商在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位,。
簡(jiǎn)單且高度集成的系統(tǒng)架構(gòu)
傳統(tǒng)的移動(dòng)電源方案通常包括微控制器(MCU)、低壓降穩(wěn)壓器(LDO),、USB檢測(cè)模塊和充電穩(wěn)壓模塊等多個(gè)元件,，需要大量的設(shè)計(jì)整合時(shí)間，以及軟件開發(fā)時(shí)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(gè)元件集成到單個(gè)封裝,，減少元件數(shù)，節(jié)省約20%的空間,，實(shí)現(xiàn)緊湊的,、超薄的高性能系統(tǒng)，支持平臺(tái)設(shè)計(jì),，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(jì)功能、可配置的I/O,、LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)器,，提供領(lǐng)先業(yè)界的功率密度。
圖2：移動(dòng)電源之傳統(tǒng)方案架構(gòu)對(duì)比安森美半導(dǎo)體方案架構(gòu)
支持快速充電
為加快充電速度,，縮短充電時(shí)間,，市場(chǎng)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3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(dòng)電源方案LC709501可自動(dòng)檢測(cè)移動(dòng)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(duì)LC709501F重新編程以實(shí)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(jí),。
圖3：快速充電標(biāo)準(zhǔn)概覽及比較
與移動(dòng)設(shè)備通信：提供行業(yè)首款電池信息數(shù)據(jù)顯示App
相信很多消費(fèi)者都有過因攜帶的移動(dòng)電源電量不足而無法為移動(dòng)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(dòng)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(dòng)設(shè)備,，讓消費(fèi)者通過移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)知悉所攜帶的移動(dòng)電源的各項(xiàng)指標(biāo),，大大提高用戶體驗(yàn),。
如圖4所示,，只要基于LC709501的移動(dòng)電源被連接到移動(dòng)設(shè)備如智能手機(jī)，創(chuàng)新的移動(dòng)電源應(yīng)用程序就自動(dòng)啟動(dòng),，移動(dòng)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(dòng)電源電池剩余電量及動(dòng)畫運(yùn)行、移動(dòng)電源電池使用時(shí)間,、剩下的充電時(shí)間,、電池溫度、快充開關(guān)按鈕等等,，并且該方案還支持移動(dòng)電源供應(yīng)商在該App界面顯示其公司Logo,。
圖4：與智能手機(jī)的通信顯示電池健康和充電信息
豐富的保護(hù)機(jī)制
移動(dòng)電源的安全問題不容忽視，如若其保護(hù)機(jī)制的設(shè)計(jì)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(cè),、過壓檢測(cè),、安全計(jì)時(shí)器和冗余電池保護(hù)等全面的保護(hù)機(jī)制，并采用一個(gè)熱敏電阻用于溫度監(jiān)測(cè),，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(shí),，實(shí)現(xiàn)最大化的電荷存儲(chǔ)容量,，確保更長(zhǎng)的電池使用壽命。
能效測(cè)試
安森美半導(dǎo)體對(duì)LC709501F作了6組能效測(cè)試,，6組數(shù)據(jù)的能效都超過90%,，如圖5所示。
總結(jié)
安森美半導(dǎo)體的行業(yè)首款智能充電控制器LC709501F滿足消費(fèi)者對(duì)隨時(shí)隨地為便攜式電子產(chǎn)品充電的需求,，它提供智能特性以及同類最佳的集成度,，其簡(jiǎn)單的系統(tǒng)架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)緊湊的,、薄的移動(dòng)電源，支持平臺(tái)設(shè)計(jì),，并兼容最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn),，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(jiǎn)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,。最關(guān)鍵的是它開創(chuàng)了移動(dòng)電源與移動(dòng)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(yàn),。此外,，安森美半導(dǎo)體還提供參考設(shè)計(jì)套件，幫助移動(dòng)電源制造商最大限度地縮減重設(shè)計(jì)硬件的時(shí)間,，以加速產(chǎn)品面市,。