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使用USB-C充電控制器快速實(shí)現(xiàn)無固件快速充電

2512800 2022-11-24 | pdf | 252.47KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

5G 智能手機(jī)向更大顯示屏、更高性能和更高數(shù)據(jù)吞吐量發(fā)展的趨勢(shì)推動(dòng)了對(duì)具有快速充電能力的更大電池容量的需求。設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是超越傳統(tǒng)的充電方法，傳統(tǒng)的充電方法效率低下，可能導(dǎo)致在滿足日益苛刻的消費(fèi)者快速充電期望所需的功率水平下過熱。5G 智能手機(jī)向更大顯示屏、更高性能和更高數(shù)據(jù)吞吐量發(fā)展的趨勢(shì)推動(dòng)了對(duì)具有快速充電能力的更大電池容量的需求。設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是超越傳統(tǒng)的充電方法，傳統(tǒng)的充電方法效率低下，可能導(dǎo)致在滿足日益苛刻的消費(fèi)者快速充電期望所需的功率水平下過熱。USB Type-C? (USB-C) 供電 (PD) 3.0 中引入可編程電源 (PPS) 功能有助于提供有效的解決方案，但所需的固件開發(fā)仍然會(huì)拖延產(chǎn)品交付。USB Type-C? (USB-C) 供電 (PD) 3.0 中引入可編程電源 (PPS) 功能有助于提供有效的解決方案，但所需的固件開發(fā)仍然會(huì)拖延產(chǎn)品交付。本文介紹了與快速充電 5G 手機(jī)相關(guān)的問題，以及 USB-C PD 3.0 PPS 如何幫助設(shè)計(jì)人員有效地滿足更大電池更快充電的要求。然后介紹并展示開發(fā)人員如何使用高度集成的本文介紹了與快速充電 5G 手機(jī)相關(guān)的問題，以及 USB-C PD 3.0 PPS 如何幫助設(shè)計(jì)人員有效地滿足更大電池更快充電的要求。然后介紹并展示開發(fā)人員如何使用高度集成的ON SemiconductorON Semiconductor USB-C 控制器在有限狀態(tài)機(jī) (FSM) 中實(shí)現(xiàn) USB-C PD 3.0 PPS。這消除了固件開發(fā)的需要，從而加速了下一代充電器快速充電的實(shí)施。 USB-C 控制器在有限狀態(tài)機(jī) (FSM) 中實(shí)現(xiàn) USB-C PD 3.0 PPS。這消除了固件開發(fā)的需要，從而加速了下一代充電器快速充電的實(shí)施。更強(qiáng)大的智能手機(jī)為快充適配器帶來新挑戰(zhàn)更強(qiáng)大的智能手機(jī)為快充適配器帶來新挑戰(zhàn)市場(chǎng)分析師預(yù)計(jì)，到 2023 年，5G 智能手機(jī)將占智能手機(jī)總出貨量的 50% 以上。然而，在使用這些手機(jī)享受 5G 服務(wù)時(shí)，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的手機(jī)充電器和充電站基礎(chǔ)無法滿足新一代智能手機(jī)的快速充電要求。市場(chǎng)分析師預(yù)計(jì)，到 2023 年，5G 智能手機(jī)將占智能手機(jī)總出貨量的 50% 以上。然而，在使用這些手機(jī)享受 5G 服務(wù)時(shí)，用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的手機(jī)充電器和充電站基礎(chǔ)無法滿足新一代智能手機(jī)的快速充電要求。正如在三星 S20 Ultra 5G 等 5G 手機(jī)中所見，這些復(fù)雜的設(shè)備提供更大的顯示屏，以及比上一代手機(jī)更高的處理能力和更大的數(shù)據(jù)吞吐量。為了匹配更大的顯示屏和相應(yīng)更高的功耗，可用的 5G 手機(jī)已經(jīng)配備了更大的電池。例如，三星 S20 Ultra 5G 配備 6.9 英寸顯示屏和 5,000 毫安時(shí) (mAh) 電池，容量比之前的型號(hào)大 25%。正如在三星 S20 Ultra 5G 等 5G 手機(jī)中所見，這些復(fù)雜的設(shè)備提供更大的顯示屏，以及比上一代手機(jī)更高的處理能力和更大的數(shù)據(jù)吞吐量。為了匹配更大的顯示屏和相應(yīng)更高的功耗，可用的 5G 手機(jī)已經(jīng)配備了更大的電池。例如，三星 S20 Ultra 5G 配備 6.9 英寸顯示屏和 5,000 毫安時(shí) (mAh) 電池，容量比之前的型號(hào)大 25%。雖然消費(fèi)者期望電池容量越大電池壽命越長，但他們也期望充電時(shí)間會(huì)變得更短，而不是長 25%。對(duì)于希望滿足汽車、家庭和辦公室充電站不斷增長的需求的制造商來說，面對(duì)電池本身的局限性，減少高容量電池充電時(shí)間的需求成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。雖然消費(fèi)者期望電池容量越大電池壽命越長，但他們也期望充電時(shí)間會(huì)變得更短，而不是長 25%。對(duì)于希望滿足汽車、家庭和辦公室充電站不斷增長的需求的制造商來說，面對(duì)電池本身的局限性，減少高容量電池充電時(shí)間的需求成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。鋰離子 (Li-ion) 電池制造商對(duì)充電電流和電壓規(guī)定了嚴(yán)格的閾值。額定容量為 1,000 mAh 的傳統(tǒng)鋰離子電池通常額定充電率為 0.7 C，或充電電流為 700 mA。應(yīng)用于完全耗盡的 5,000 mAh 電池，0.7 C 充電率（或 3,500 mA 充電電流）將需要大約 45 分鐘才能達(dá)到 50% 的充電狀態(tài)。鋰離子 (Li-ion) 電池制造商對(duì)充電電流和電壓規(guī)定了嚴(yán)格的閾值。額定容量為 1,000 mAh 的傳統(tǒng)鋰離子電池通常額定充電率為 0.7 C，或充電電流為 700 mA。應(yīng)用于完全耗盡的 5,000 mAh 電池，0.7 C 充電率（或 3,500 mA 充電電流）將需要大約 45 分鐘才能達(dá)到 50% 的充電狀態(tài)。更先進(jìn)的電池技術(shù)可以支持高于 1 C 的充電率，但充電器和充電設(shè)備都需要適應(yīng)更高的功率水平。例如，以更高的 1.5 C 速率充電的 5,000 mAh 電池只需要大約 22 分鐘即可從 0% 充電到 50%，但 7.5 安培 (A) 的充電電流可能會(huì)對(duì)組件造成壓力并產(chǎn)生過大的熱負(fù)荷，即使在高效的情況下也是如此充電系統(tǒng)。事實(shí)上，隨著 USB-C 被廣泛接受為電源和其他功能的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，兼容的充電器將受到它可以通過 USB-C 電纜提供的最大電流的限制。包含 emarker IC 的 USB-C 電纜的最大電流為 5 A，該 IC 可為連接的設(shè)備提供電纜信息。（對(duì)于非 emarker 電纜，最大電流為 3 A）。