La "caratteristica killer" dietro la pompa di ricarica rapida ad alta potenza IC
Pompa di carica IC
Con lo sviluppo delle apparecchiature elettroniche verso l'intelligenza e la multifunzionalità, il consumo energetico delle apparecchiature è aumentato in modo significativo e la domanda del mercato per la ricarica rapida è diventata più forte. Gli attuali prodotti di ricarica rapida sul mercato aumentano principalmente la potenza di ricarica e accorciano il tempo di ricarica aumentando la corrente/tensione di ricarica.

La base della ricarica ad alta potenza è che la batteria stessa può accettare la ricarica ad alta potenza. Con il continuo sviluppo della potenza in ingresso a 60 W, 90 W, 100 W e altre direzioni ad alta potenza, anche la tensione di ingresso, che originariamente era di soli 5 V, ha iniziato ad aumentare verso 10 V e 20 V. Quando la tensione di ingresso della batteria viene aumentata per non corrispondere la tensione di carica della batteria, è necessario ridurre la tensione di ingresso. Se si desidera garantire che la potenza di ricarica non sia influenzata, è necessario aggiungere la tecnologia della pompa di carica prima del terminale di ingresso per la ricarica della batteria per soddisfare i requisiti della ricarica ad alta potenza. Prendiamo come esempio l'alimentatore in ingresso da 20 V/6 A da 120 W. Collegando due serie di circuiti della pompa di carica in parallelo nella parte anteriore della batteria, la tensione di ingresso può essere ridotta del 50% e la corrente di ingresso può essere aumentata del 100%, realizzando una conversione di tensione e corrente di 10 V / 12 A. L'aggiunta non solo riduce la tensione di carica della batteria, ma garantisce anche l'ingresso di energia ad alta potenza. Attualmente, la tecnologia della pompa di carica viene utilizzata nei prodotti di marchi nazionali di prima linea come Huawei, Xiaomi e Honor. Tra questi, oltre ai principali produttori internazionali come TI, ADI e NPX per i chip della pompa di carica, anche i chip Nanxin e Volta domestici in quest'area sono stati prodotti in serie e sono state introdotte diverse soluzioni, con la massima efficienza di carica della batteria raggiungendo il 99,2%.

Southchip Semiconductor

Nel 2019, Nanxin ha rilasciato la prima pompa di carica ad alta tensione domestica da 40 W IC SC8551, che è entrata ufficialmente nel mercato della ricarica rapida dell'elettronica di consumo ad alta potenza.Con il vantaggio del primo lancio nazionale, ha rapidamente stabilito un punto d'appoggio nella ricarica rapida domestica mercato.

L'attuale linea di prodotti Nanxin comprende circuiti integrati a pompa di carica, PMIC buck-boost con protocollo PD, circuiti integrati di controllo AMOLED e circuiti integrati di ricarica wireless. Lo sviluppo del multi-threading ha aumentato il tasso di penetrazione dei propri prodotti nel mercato. Al giorno d'oggi, i produttori di telefoni cellulari guidati da Apple hanno risposto alla richiesta di protezione ambientale e hanno annullato i caricabatterie per telefoni cellulari in dotazione. La domanda di mercato per i caricabatterie è aumentata notevolmente. Come leader nazionale della ricarica rapida, Nanxin potrebbe ricevere enormi dividendi da esso.

Nel settembre di quest'anno, Nanxin ha rilasciato ancora una volta l'IC di ricarica con pompa di carica SC8571 che integra più protocolli di ricarica.Nel caso di applicazioni a chip singolo, può soddisfare i requisiti di ricarica fino a 120W.

SC8571 adotta la tecnologia della pompa di carica di seconda generazione di Nanxin, che è un circuito integrato della pompa di carica 4:2 ad altissima tensione, con alta efficienza, multimodalità e ricarica rapida. Viene utilizzato principalmente nella soluzione di celle a batteria doppia serie.Nell'applicazione di 120W e sotto potenza, è richiesto un solo SC8571. Nelle applicazioni da 120 W a 160 W, è possibile utilizzare due soluzioni parallele SC8571. Con tre collegamenti in parallelo, è possibile ottenere una potenza di ricarica fino a 200 W.
1
4: Curva di efficienza di carica 2 in modalità pompa di carica Fonte: Southchip Semiconductor

La figura sopra mostra la curva dell'efficienza di carica dell'IC SC8571 in modalità pompa di carica 4:2 con una tensione di lavoro di 10 V in funzione della corrente (l'orizzontale rappresenta il valore della corrente e la verticale rappresenta l'efficienza). Dalla figura sopra, si può vedere intuitivamente che la massima corrente operativa del chip è 12 A e la massima potenza in uscita è 120 W. A 3 A, l'efficienza di carica raggiunge un valore di picco del 98,65%. di 8A, l'efficienza di carica può ancora essere Mantienila al di sopra del 98%.
2
2:2 Curva di efficienza di carica in modalità di carica diretta Fonte: Southchip Semiconductor

La figura sopra mostra la curva dell'efficienza di carica dell'IC SC8571 nella modalità di carica diretta 2: 2. Quando la corrente di uscita è compresa tra 1 A e 6 A e vicina a 7 A, l'efficienza di carica può essere mantenuta costantemente al di sopra del 99%. Nello stato 1A, l'efficienza di carica raggiunge un picco di circa il 99,7%.

La modalità pompa di carica 4:2 di SC8571 e due batterie collegate in serie sono una delle soluzioni di ricarica rapida ad alta potenza con la maggiore potenza di ricarica e la massima efficienza di ricarica.

Vodafone Semiconductor

Volta Semiconductor ha rilasciato il primo chip per pompa di carica domestica NU2205 per la ricarica rapida 4:2 a doppia cella nel luglio di quest'anno. La potenza di ricarica massima del chip della pompa di carica è stata aumentata a 120 W, rompendo la tradizionale potenza di ricarica a cella singola inferiore a cento watt. Allo stesso tempo, Vodafone Semiconductor aumenta continuamente la potenza di ricarica per soddisfare le esigenze di più scenari applicativi.

Per la ricarica, l'alta efficienza è molto importante. A tal fine, Vodafone Semiconductor ottimizza i FET interni e integrati del chip NU2205 per aumentare la frequenza operativa e ottenere un'elevata efficienza. Inoltre, la modalità di carica può essere regolata in base allo stato di carica e alla temperatura della batteria per ridurre le perdite di commutazione, ridurre la generazione di calore del sistema e garantire la sicurezza del processo di carica.

Fonte: Vodafone Semiconductor

NU2205 ha due modalità di lavoro: pompa di carica 4:2 e carica diretta ordinaria.L'immagine sopra mostra la curva di variazione dell'efficienza di NU2205 con le variazioni attuali in modalità di lavoro 4:2. Attraverso la curva di efficienza, si può vedere che l'efficienza di carica raggiunge il 98,2% in questa modalità e la corrente di carica può essere superiore di 10 A. In questa modalità la pompa di carica riduce la tensione di uscita alla metà della tensione di ingresso e garantisce la potenza di carica costante aumentando la corrente. In questa modalità, non solo viene ridotta la corrente di trasmissione del cavo di ricarica, ma viene anche alleviato il problema che il cavo di ricarica tende a surriscaldarsi quando incontra correnti elevate. Nella normale modalità di carica diretta 2:2, la massima efficienza di carica di NU2205 può raggiungere il 99,2%.

Secondo Volta Semiconductor, NU2205 può aumentare la potenza di carica mettendo in parallelo i chip della pompa di carica e la potenza di carica di tre chip in parallelo può essere aumentata a più di 200 W.