同时,在今年春节前,市场上做的5W方案非常多。这些办法比较原始,在今年只会成为礼品市场。但是,这一市场对无线充电的哀求也会越来越高。发热将是无线充电须要办理的一个紧张问题。
这这天前在ASPENCORE旗下《电子工程专辑》、《EDN》和《国际电子商情》共同举办的“无线充电与快速充电技能论坛”上,微源半导体总经理戴兴科在其“无线充电现有办理方案及未来思考”演讲中所谈到的问题。同时他也重点谈及了无线充电未来发展的五点思考。笔者也把稳到他们家一个比较特殊的产品——协议(诱骗)芯片。
无线充电市场目前的理解
首先他评论辩论了我们现在对无线充电的理解,如下:

1.无线充电技能已存在多年,Apple发布iPhone X后得到爆发性发展2.无线充电运用的产品非常广,如IoT、手机、条记本电脑、电动工具、汽车等3.无线充电运用的场景非常广,如家用消费、办公室、车用、公共场所、共享领域等4.无线充电运用的标准分歧一,如WPC Qi、PMA、A4WP5.无线充电运用的需求大,如每人的手机充电须要3台以上不同运用处景
目前,无线充电的实现办法紧张有电磁感应和磁共振两种,前者是主流。苹果手机采取的电磁感应技能是定频调压办法,这对做SoC或系统级的人来讲,是一场小小的革命,由于全体电路和软件都得要修正,他表示。
据某市场咨询公司预测,2018年无线充电的出货量将达到6亿台以上。“但从实际来看,2018年会远远超出这一数据——光深圳就有3000家以上的无线充电厂家,而且我们公司每天有50家客户在增加。这么多公司在做,一定会促进发射端数量的打破。我个人认为,无线充电会是一种刚需。当你没有用的时候,你会理解它又慢又发热,效率也不高。但这三个不敷之处可能跟个人的利用习气有关。当你用过之后才会以为它非常方便。”他指出。
无线充电办理方案及集成趋势
下图是无线充电的事理构造,它采取磁场耦合的办法。“大约在5年前,无线充电刚涌现的时候,我理解的是,无线充电实在就相称于一个电磁炉,里面就一个MCU,是系统厂商的机会,跟电源管理没有什么关系。随着快充涌现,无线充电溘然就消逝了。但现在随着苹果手机引入,这个市场又重新起来。我们以为这一波无线充电会来得比较猛。”戴总谈到。
从电路事理构造上来讲,Tx和Rx端非常大略。在Tx端,MCU掌握驱动器,然后掌握MOSFET,再通过电容耦合给线圈。再通过传感采样,见告MCU功率到了多少,然后调度。这个线路有它的局限性。“比如说前几天,我们用iPhone X在一个客户的板子上试,充到了9V/1.3A,也不知道对不对。但是苹果事情的功率是7.5W,我不知道是掌握错了,还是我的手机有问题。”戴总指出,“现在功率的部分,实在大家说的5W、7.5W和10W,到末了并不是核心的参数。当我把手机拿进一点或隔远一点,它的功率变革非常大。因此,全体无线充电的设计不但是电路的部分,构造(包括线圈的大小、线圈的摆放办法等)也决定终极功率是多少。”
判断一家SoC或MCU的公司,它的方案是否成熟,紧张在于SoC/MCU的采样和掌握准不准,由于其他的硬件都一样。
在无线充电上,微源的办理方案紧张给MCU/SoC周边做配套,包括驱动芯片LP1111和高下半桥MOSFET。
“我们以为,无线充电终极将会是价格战,它没有什么太多的地方(功能)可以玩。”戴总说。
现在无线充电电路板上的元件还比较多,在大批量生产时随意马虎涌现加工问题、贴片问题等。因此业界也在思考,如何简化上面的元器件数量。包括最近电阻涨价,也让大家措手不及。“我最近去到一个客户那里,当它一个月贴到2kk时,一颗电阻、一颗电容对它来说都是大问题。因此我们做了一颗双驱动芯片LP1120。这样做H桥的时候,一颗驱动加2颗MOSFET就可以完成。”戴总说。其余还有驱动芯片+MOSFET的组合芯片LP1130,这样一颗SoC加2颗LP1130,就完成了全体主回路设计。而且LP1130是用SO8封装,非常方便生产。其余微源也在做一颗更高集成度的芯片,LP1140,它集成了2颗驱动、2颗MOSFET和电压电流采样,采取SOP16封装,这样一颗SoC加一颗LP1140就完成了设计,可以更大程度地方便生产,降落本钱。
基于这个思考,未来的无线充电可能只须要一颗MCU(覆盖协议部分)加一颗后装ASIC,再加电容和线圈就完成了终极的布局。这样更有利于无线充电的遍及,也可以更进一步缩小电路板尺寸。
其余,无线充电运用在汽车上是一个非常标准的场景。由于汽车环境非常恶劣,以是须要担保无线充电在车上能安全利用。目前在车载充电器这部分,微源有1A到6A的产品供各位利用,这些产品供应汽车所需各种保护机制。“对付消费类厂商进入到车载市场,还是有一些门槛,里面的坑太多了。我们家用了4年的韶光,把里面的坑(包括高温、高压、冲击等)都拆了。”他补充。
其余笔者还听到一款特殊的产品,叫协议(诱骗)芯片。“我们看到现在在做7.5W、10W的厂商,海内的MCU明显滞后。它们目前最大的问题便是协议的兼容性做不好,由于它们想用最便宜的MCU去带动市场,然后出来的电压去跟各种协议芯片握手的时候非常不准确。在这种需求下,我们做了一颗协议诱骗的芯片。这样MCU+这颗诱骗芯片,就可以把市情上百分之七八十的快充充电器的电给诱骗出来,进行快充。这颗芯片采取ASIC办法,以是它的握手非常成功。它可以担保MCU旗子暗记的上升沿低落沿非常准确。”戴总阐明说。
无线充电未来的五点思考及戴总不雅观点1.SoC内置驱动与分立方案的利害势是什么?
目前,一些芯片商可能会推出驱动内置的SoC。这样可以让BOM变得大略一点,让供应链变得可控一点。从成本来看,SoC和驱动是两种完备不同的工艺。从芯片设计的角度说,驱动须要高压工艺,是仿照器件;SoC是5V工艺,是数字器件。对付数字芯片,工艺越小越好(比如台积电现在到7nm),本钱越低。但我们驱动器现在采取110nm,就没有想法再往下做,由于对仿照部分来说,最主要的是电压、电流的能力以及精度的可靠性。对MCU则追求的是运算能力、本钱和引脚数等。因此,如果将这二者组合起来,本钱至少上升3倍以上,未来没故意义——现在还故意义,由于SoC现在单价还高,但不久的将来将会到1元RMB以下。从芯片设计的角度,MCU内置驱动对付5W的运用会有上风,由于它不须要高压,而对付5W以上的运用,理论上它不会有任何上风——现在还有上风,由于驱动目前单价也还太高。
2.单芯片半桥全桥与分立方案的利害势是什么?
海内有一家公司出了一颗H桥的单芯片SoC,搭配它们自己的方案在我们那推广。但我们看到spec之后在想,这样的单芯片方案真的是客户须要吗?它的功率怎么样做到兼容?它里面非常致命的是MOSFET该做多大。这对本钱管控会是个很大的问题。统统的需求是来自于现在全体无线充电供应链,它的本钱大家都还有“肉”。到只剩“骨头”的时候,SoC的方案会消逝。它不可能做得过分立方案,比如我们的驱动做成SO8,第一这种配置非常通用,而且没有产能和本钱问题。这种方案已经做到了极限。因此,SoC在某个阶段可能有上风,但是从长远来看,针对不同功率,它可能上风表示得不一样。
3.无线充电对付体积的需求是否会大于对本钱的需求?
显然,无线充电对本钱的需求大过对体积的哀求。对用户来说希望的是,手机放上去是稳稳的。当然,小的产品有,比如像给可穿着设备去用的。
4.SoC与大略单纯MCU在无线充电未来的前景如何?
现在有很多客户都对外说自己是SoC方案,那么SoC和MCU到底哪种将成为未来的主流?我认为还是取决于本钱。由于MCU本钱现在已经非常便宜了,这么多年也逐渐成熟,SoC离成熟还有间隔。
5.无线充电效率的提升与减小发热的方向如何?
目前我们测到的效率在85~86%,88%已经是极限了。那么如何把效率提升到95%,这是行业内所有人都该当去思考的。那么电容耦合真的是唯一的方案吗?