La "característica asesina" detrás de la bomba de carga y carga rápida de alta potencia IC
Bomba de carga IC
Con el desarrollo de equipos electrónicos hacia la inteligencia y la multifunción, el consumo de energía de los equipos ha aumentado significativamente y la demanda del mercado de carga rápida se ha vuelto más fuerte. Los productos de carga rápida actuales en el mercado aumentan principalmente la potencia de carga y acortan el tiempo de carga al aumentar la corriente / voltaje de carga.

La base de la carga de alta potencia es que la propia batería puede aceptar una carga de alta potencia. Con el desarrollo continuo de la potencia de entrada a 60 W, 90 W, 100 W y otras direcciones de alta potencia, el voltaje de entrada, que originalmente era de solo 5 V, también ha comenzado a aumentar hacia 10 V y 20 V. Cuando el voltaje de entrada de la batería aumenta para no coincidir el voltaje de carga de la batería, es necesario reducir el voltaje de entrada. Si desea asegurarse de que la potencia de carga no se vea afectada, debe agregar tecnología de bomba de carga antes del terminal de entrada de carga de la batería para cumplir con los requisitos de carga de alta potencia. Tome la fuente de alimentación de entrada 20V / 6A 120W como ejemplo. Al conectar dos conjuntos de circuitos de bomba de carga en paralelo en la parte frontal de la batería, el voltaje de entrada se puede reducir en un 50% y la corriente de entrada se puede aumentar en un 100%, Realización de conversión de voltaje y corriente de 10 V / 12 A. La adición no solo reduce el voltaje de carga de la batería, sino que también asegura la entrada de energía de alta potencia. En la actualidad, la tecnología de bomba de carga se utiliza en productos de marcas nacionales de primera línea como Huawei, Xiaomi y Honor. Entre ellos, además de los principales fabricantes internacionales como TI, ADI y NPX para chips de bombas de carga, también se han producido en masa chips Nanxin y Volta nacionales en esta área, y se han introducido varias soluciones, con la mayor eficiencia de carga de la batería. alcanzando el 99,2%.

Semiconductor de Southchip

En 2019, Nanxin lanzó la primera bomba de carga doméstica de alto voltaje de 40 W que carga IC SC8551, que ingresó oficialmente al mercado de carga rápida electrónica de consumo de alta potencia.Con la ventaja del primer lanzamiento nacional, rápidamente se estableció en la carga rápida doméstica. mercado.

La línea de productos actual de Nanxin cubre los circuitos integrados de bombas de carga, los PMIC reductores-impulsores del protocolo PD, los circuitos integrados de control AMOLED y los circuitos integrados de carga inalámbrica. El desarrollo del multi-threading ha incrementado la tasa de penetración de sus propios productos en el mercado. Hoy en día, los fabricantes de teléfonos móviles liderados por Apple han respondido al llamado a la protección del medio ambiente y han cancelado los cargadores de teléfonos móviles que venían con él. La demanda del mercado de cargadores ha aumentado drásticamente. Como líder nacional en carga rápida, Nanxin puede recibir enormes dividendos de eso.

En septiembre de este año, Nanxin lanzó nuevamente la bomba de carga de carga IC SC8571 que integra múltiples protocolos de carga. En el caso de aplicaciones de un solo chip, puede cumplir con los requisitos de carga de hasta 120W.

SC8571 adopta la tecnología de bomba de carga de segunda generación de Nanxin, que es un circuito integrado de bomba de carga 4: 2 de voltaje ultra alto, que presenta una carga rápida, multimodo y de alta eficiencia. Se utiliza principalmente en la solución de celdas de batería de serie dual. En la aplicación de 120 W y menos de potencia, solo se requiere un SC8571. En aplicaciones de 120 W a 160 W, se pueden utilizar dos soluciones en paralelo SC8571. Con tres conexiones en paralelo, se puede lograr una potencia de carga de hasta 200W.
1
Curva de eficiencia de carga 4: 2 en modo de bomba de carga. Fuente: Southchip Semiconductor

La figura anterior muestra la curva de eficiencia de carga del SC8571 IC en el modo de bomba de carga 4: 2 con un voltaje de trabajo de 10 V en función de la corriente (la horizontal representa el valor actual y la vertical representa la eficiencia). De la figura anterior, se puede ver intuitivamente que la corriente de operación más alta del chip es 12A, y la potencia de salida más alta es 120W. A 3A, la eficiencia de carga alcanza un valor pico de 98.65%. Bajo la condición de una corriente de operación de 8A, la eficiencia de carga aún puede mantenerse por encima del 98%.
2
Curva de eficiencia de carga 2: 2 en modo de carga directa. Fuente: Southchip Semiconductor

La figura anterior muestra la curva de eficiencia de carga del SC8571 IC en el modo de carga directa 2: 2. Cuando la corriente de salida es de 1A a 6A y cercana a 7A, la eficiencia de carga se puede mantener constantemente por encima del 99%. En el estado 1A, la eficiencia de carga alcanza un pico de aproximadamente el 99,7%.

El modo de bomba de carga 4: 2 de SC8571 y dos baterías conectadas en serie son una de las soluciones de carga rápida de alta potencia con la mayor potencia de carga y la mayor eficiencia de carga.

Semiconductor de Vodafone

Volta Semiconductor lanzó el primer chip de bomba de carga nacional NU2205 para carga rápida de doble celda 4: 2 en julio de este año. La potencia de carga máxima del chip de la bomba de carga se ha aumentado a 120 W, rompiendo la potencia de carga tradicional de una sola celda de menos de cien vatios. Al mismo tiempo, Vodafone Semiconductor aumenta continuamente la potencia de carga para satisfacer las necesidades de más escenarios de aplicación.

Para cargar, la alta eficiencia es muy importante. Con este fin, Vodafone Semiconductor optimiza los FET internos e integrados del chip NU2205 para aumentar la frecuencia de operación y lograr una alta eficiencia. Además, el modo de carga se puede ajustar de acuerdo con el estado de carga y la temperatura de la batería para reducir las pérdidas de conmutación, reducir la generación de calor del sistema y garantizar la seguridad del proceso de carga.

Fuente: Vodafone Semiconductor

NU2205 tiene dos modos de trabajo: bomba de carga 4: 2 y carga directa ordinaria La imagen de arriba muestra la curva de cambio de eficiencia del NU2205 con cambios de corriente en el modo de trabajo 4: 2. A través de la curva de eficiencia, se puede ver que la eficiencia de carga alcanza el 98.2% en este modo, y la corriente de carga puede ser 10A más alta. En este modo, la bomba de carga reduce el voltaje de salida a la mitad del voltaje de entrada y garantiza la potencia de carga constante aumentando la corriente. En este modo, no solo se reduce la corriente de transmisión del cable de carga, sino que también se alivia el problema de que el cable de carga es propenso a calentarse cuando se encuentra con altas corrientes. En el modo de carga directa normal 2: 2, la eficiencia de carga más alta del NU2205 puede alcanzar el 99,2%.

Según Volta Semiconductor, el NU2205 puede aumentar la potencia de carga al conectar en paralelo los chips de la bomba de carga, y la potencia de carga de tres chips en paralelo se puede aumentar a más de 200W.