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如今手機(jī)配置不斷攀升、屏幕不斷升級、機(jī)身輕薄化，續(xù)航成了首要問題。盡管更大容量的電池被采用，但電池技術(shù)突破進(jìn)展卻太慢，寄希望于電池容量大幅提升并不太現(xiàn)實(shí)，于是充電成為了每日任務(wù)。在充電需求的推動(dòng)下快捷成為充電技術(shù)發(fā)展的方向，“快”即 2017 年已經(jīng)普遍開來的快充技術(shù)，“捷”即初露矛頭的無線充電技術(shù)。
作為高度集成電源管理、AC/DC 電源轉(zhuǎn)換、充電和藍(lán)牙低功耗技術(shù)供應(yīng)商的 Dialog 半導(dǎo)體公司，在 6 月 27 日于深圳舉辦的“創(chuàng)新充電，芯領(lǐng)未來”充電日活動(dòng)對充電技術(shù)的革新進(jìn)行了解讀。
Dialog 是高度集成的混合信號 IC 供應(yīng)商，提供從墻端到電池全面的解決方案，2016 年實(shí)現(xiàn)約 12 億美元的營收。其領(lǐng)先技術(shù)包括約占 20%智能手機(jī)市場份額的 PMIC、約占 70%智能手機(jī)電源適配器市場份額的 RapidCharge、物聯(lián)網(wǎng)藍(lán)牙低功耗芯片以及 RF 無線充電和 GaN 新技術(shù)等。
2017 年 Dialog 的重點(diǎn)發(fā)力方向是什么？
市場：致力于中國市場
Dialog 公司 CEO Jalal Bagherli 博士表示 Dialog 致力于中國市場。中國業(yè)務(wù)所占全球業(yè)務(wù)份額越來越高，目前中國市場營收已超過 1 億美元。亞太區(qū)員工數(shù)約 300 人，而中國的員工數(shù)高達(dá) 200 多，目前在北京與天津設(shè)立研發(fā)中心，未來將在中國建立更多的銷售、應(yīng)用、運(yùn)營中心。
Dialog 公司 CEO Jalal Bagherli 博士
Jalal Bagherli 博士分享了 Dialog 在中國的業(yè)務(wù)開展近況及重要成就，表示 Dialog 與合作商合作日益密切，其 PMIC 芯片已被中國眾多智能手機(jī) OEM 廠商采用，OPPO、魅族、小米等都是其客戶；與展訊通信公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，為展訊最新 LTE 平臺(tái)提供混合信號解決方案；在中國率先推出 RapidCharge 智能手機(jī)快充電源適配器 IC；是中國可穿戴市場藍(lán)牙低功耗第一大供應(yīng)商與領(lǐng)先的 LED IC 供應(yīng)商。
技術(shù)：三大技術(shù)齊驅(qū)
Jalal Bagherli 博士表示 2017 年的戰(zhàn)略重點(diǎn)在電源管理、充電以及連接三大技術(shù)方向。在本次充電日活動(dòng)中隆重推出兩款芯片，并對 RF 無線充電技術(shù)以及 SmartGaN 解決方案進(jìn)行解讀。
快充二劍客
大多數(shù)手機(jī)通過 USB 進(jìn)行充電，以前的適配器只提供固定的 5V 輸出電壓，因?yàn)?USB 規(guī)定的電源電壓是 5V，于是輸出功率取決于輸出電流的大小，但電流不能無限制的增加，USB 連接器在物理上限制了最大電流?？斐涞膶?shí)現(xiàn)就是通過手機(jī)跟適配器進(jìn)行雙向通訊，電源會(huì)根據(jù)負(fù)載端發(fā)出的指令做出反應(yīng)，提高輸出電壓和電流，實(shí)現(xiàn)增大充電功率、減小功率損耗的目的，從而實(shí)現(xiàn)快速充電。
因此實(shí)現(xiàn)快充的前提是適配器端與手機(jī)端實(shí)現(xiàn)通訊，而協(xié)議不同接口會(huì)有所差異。如今快充標(biāo)準(zhǔn)難統(tǒng)一成為一大痛點(diǎn)，既有來自高通、聯(lián)發(fā)科芯片組廠商的協(xié)議，又有來自三星、華為等 OEM 廠商部署的各自專有協(xié)議，還有從計(jì)算機(jī)擴(kuò)散到移送設(shè)備的 USB-PD。
對不同協(xié)議的兼容、提高功率密度、可靠的控制機(jī)制等成為快速充電急需解決的挑戰(zhàn)和難題。
iW656：USB-PD 接口 IC
Dialog 推出業(yè)內(nèi)首款針對電源適配器優(yōu)化的 USB-PD 接口 IC iW656，旨在支持更小、更緊湊的設(shè)計(jì)，大幅減少了所需元件的數(shù)量，并兼具基于狀態(tài)機(jī)的 IC 成本更低和簡單等固有特點(diǎn)。其兼容最新的 USB Type-C 標(biāo)準(zhǔn)，可支持智能手機(jī)、平板電腦和其他便攜式計(jì)算設(shè)備的 AC/DC 電源適配器的快速充電應(yīng)用。iW656 還支持包括三星 Adaptive Fast Charge（AFC）和高通 Quick Charge 2.0 等其他快速充電協(xié)議。
這里需要注意的是，iW656 是兼容最新的 USB Type-C，因?yàn)?USB Type-C 極大擴(kuò)展了功能，比如引腳和額定電流等方面。
Dialog 公司高級副總裁兼電源轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Davin Lee 表示，基于 MCU 的控制器具有可編程的靈活性優(yōu)勢，但是比較貴且需要很多外部元件。而狀態(tài)機(jī)來控制邏輯減少了物料清單和成本，且 USB PD 的規(guī)范已穩(wěn)定，這樣可以開發(fā)出成本最低，同時(shí)滿足各項(xiàng)兼容性要求的解決方案。
Dialog 公司高級副總裁兼電源轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Davin Lee
DA9318：98%快充效率電源轉(zhuǎn)換 IC
新推出的 DA9318 電源轉(zhuǎn)換器 IC 系列，關(guān)鍵優(yōu)勢是高達(dá) 98%的轉(zhuǎn)換效率，將系統(tǒng)功率損耗和發(fā)熱降到最低，使緊湊型消費(fèi)類應(yīng)用更加安全?？蛇_(dá)到 5.5~10.5V 運(yùn)行電壓，最高可達(dá) 20V。包含兩款產(chǎn)品：
- DA9318L，提供最高 8A 充電電流，支持 35W 充電功率；
- DA9318M，提供最高 10A 充電電流，支持 44W 充電功率。
DA9318 系列的設(shè)計(jì)允許采用標(biāo)準(zhǔn) 3A USB 線纜來實(shí)現(xiàn) 6A 充電電流，這不僅讓功率加倍，還大幅降低快速充電應(yīng)用的成本達(dá) 35%。
DA9318 USB PD
Dialog 創(chuàng)新的自適應(yīng)直充解決方案中，DA9318 可以與 iW656/iW1781/iW676 自適應(yīng)直充 AC/DC 芯片相結(jié)合，改變傳統(tǒng)的適配器與手機(jī)之間的單項(xiàng)通信，實(shí)現(xiàn)雙向通信。
做到快充的同時(shí)如何做到安全？
Dialog 半導(dǎo)體公司高級副總裁兼移動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Udo Kratz 表示，DA9318 具備 18 項(xiàng)保護(hù)特性，從電壓、電流、溫度、安全定時(shí)器、看門狗以及適配器檢測等方面都進(jìn)行了配置。
Dialog 公司高級副總裁兼移動(dòng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Udo Kratz
三“芯”協(xié)作的快充時(shí)代
傳統(tǒng)的電源適配器包含 1 顆 Dialog 芯片，通過領(lǐng)先的一次側(cè)控制技術(shù)滿足基本要求；智能電源適配器按需提供更高電壓，這時(shí)用到了 2 顆 Dialog 芯片，增加的芯片可兼容多種快充協(xié)議；如今，浪費(fèi)能源的無源器件被 Dialog 有源解決方案替代，就用到了 3 顆 Dialog 芯片，可滿足市場對于更高電源轉(zhuǎn)換效率需求。采用 Dialog 3 顆芯組合的方式，可將使輸出電壓從 5V 擴(kuò)展到 9V、12V 甚至更高。
2016 年快充還只是旗艦機(jī)的專屬，而 2017 年千元機(jī)已搭載了快充功能，2015~2019 年手機(jī)快充市場有望達(dá)到 68%的復(fù)合年增長率。Davin Lee 表示，Dialog 占 2016 年智能手機(jī)快充市場約 70%的份額，而 3 顆芯組合方式能將產(chǎn)品的采用量提高 3 倍，Dialog 獨(dú)占鰲頭的地位也將持續(xù)下去。
活動(dòng)現(xiàn)場展出 Demo 中可以看到，三星 S8+ 15w 適配器采用了 Dialog RapidCharge 解決方案包括 iW1780H AC/DC 轉(zhuǎn)換控制器、iW627H 二次側(cè) AFC 協(xié)議控制器與 iW673 同步整流器；華為 P9 Plus 18w 適配器包括 iW 1780 AC/DC 轉(zhuǎn)換控制器、iW630 二次側(cè) AFC 協(xié)議控制器與 iW 671 同步整流器。
針對電源適配器的 AC/DC 快速充電
RF 開啟無線充電 2.0 時(shí)代
無線充電也是當(dāng)今時(shí)代的一大趨勢，盡管已經(jīng)落地但并未大面積推廣開來。Dialog 公司發(fā)展和戰(zhàn)略高級副總裁兼新興產(chǎn)品業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Mark Tyndall 表示，在這無線充電 1.0 時(shí)代，隔空充電很是雞肋。Dialog 將開啟充電 2.0 時(shí)代，告別傳統(tǒng)的感應(yīng)式或基于諧振的無線連接，與美國 Energous 公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，將 Energous 的 WattUP 無線充電技術(shù)與自身開發(fā)相結(jié)合，為用戶帶來顛覆性的 RF 無線充電解決方案，從近距離接觸到遠(yuǎn)距離充電都可以實(shí)現(xiàn)，中場解決方案最遠(yuǎn)可達(dá) 0.9m、遠(yuǎn)場解決方案最遠(yuǎn)可達(dá) 4.5m。
RF 無線充電
WattUP 無線充電用低成本的 PCB 天線替代昂貴的線圈，可實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)距離空間自由度，并且可以做到更小、更薄的外形，同時(shí)可以做到向多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電。據(jù) Energous 公司數(shù)據(jù)顯示，2018 年僅在 IoT 市場就將有超過 10 億臺(tái)的無線接收器市場規(guī)模。
SmartGaN：易于使用、成本更低、性能更高
本次活動(dòng)中重點(diǎn)推介的還有 Dialog 的新型 SmartGaN 650V GaN 半橋功率 IC，可講電源產(chǎn)品尺寸縮小 50%，基于高達(dá) 94%的轉(zhuǎn)換效率實(shí)現(xiàn)超高功率密度，而這也得益于其超高速開關(guān)。2016 年推出了第一款 GaN 的產(chǎn)品 DA8801，此后一直在進(jìn)行一系列嚴(yán)格驗(yàn)證，使其滿足各項(xiàng)規(guī)范要求，畢竟 GaN 是一種新的技術(shù)應(yīng)用，客戶的接受需要時(shí)間。現(xiàn)場也展示了 30W 的適配器樣品，并且該產(chǎn)品的批量生產(chǎn)將在今年年底前完成。
SmartGaN 氮化鎵解決方案
隨著移動(dòng)設(shè)備的升級，充電的需求也需要變革，可以肯定的是變革背后蘊(yùn)藏一個(gè)紅利巨大的市場。
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