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快充技术迈向一统 一拍即合or举步维艰?
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 报导】   2019年04月26日 星期五

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行动装置正大步迈向快速充电的怀抱,这是因为消费者常用的随身装置如手机等,其充电方式已经成为一门显学。如何又快速又安全地让手机充饱满满的电源,正考验着各家厂商的设计功力。当然这其中,牵涉到的就是快充标准与关键元件等议题。放眼目前快速充电市场两大主流阵营,包括高通主打的QC标准,以及苹果公司所采用的USB PD规范,适巧正让采用QC为主轴的Android系统与选择USB PD的iOS系统分庭抗礼。

意法半导体资深技术市场工程师吴逸杰
意法半导体资深技术市场工程师吴逸杰

快充技术规格迈向一统

意法半导体资深技术市场工程师吴逸杰指出,尽管双方阵营采用的看似是两套不同的标准,然而事实上两种连结器却是长得一模一样。苹果公司从iPhone8到iPhone X都坚持采用Lightning接头,而未来,市场上的所有行动装置终究都将走向Type-C接头。电源供应器的开发人员都希??QC与PD两种规格可以合一,之所以会希??走向这样的趋势,目的在於提供消费者更大的便利性。以过去来说,消费者出门最麻烦的一件事情,就是需要携带各种不同的变压器,来为各种不同的装置充电。而在未来,所有装置只需要透过一个type-C接囗即可充电,除了提供更高的便利性之外,也将减轻对於往後这些充电器或变压器被弃置後的环境压力。

充电器的统一化,将是未来几年快速充电技术发展上的重要趋势。目前许多厂商也都正开始着手进行这样的事情,特别是许多供电45W以下的电子产品,只需要一个USB PD充电器就可满足所有设备。而PD最高可达100W的充电功率,则可满足家中其他电器产品(如显示器或投影机)的供电需求。正由於对消费需求与地球环境都高度友善,因此不管是消费者或厂商,都乐见充电器统一化的趋势快点实现。

当然,标准统一尽管是重要趋势,然而却也非一时半刻即可实现。这其中除了涉及复杂的商业角力问题之外,还有消费者使用时更为关心的议题,也就是成本。未来在标准统一的状况下,必定是采用type-C接囗,主流市场使用45W以下功率,然而协议规范可达到100W,因此我们有必要进一步了解从45W到100W之间究竟会有哪些考量点。

现行协议中,规范只要是超过3A或者60W以上,缆线就不能??拔。无法??拔的固定缆线外观不好看也没有弹性,然而一旦要赋予??拔能力的话,线材就必须通过认证,因此成本会较高。就这点观察,快速充电标准的统一,将会首先发生在45W以下的应用市场,毕竟45W以下即可满足绝大部分行动装置的充电需求,至於100W市场还不会那麽快就有结果。

控制器扮演关键角色

吴逸杰说,快速充电涉及的两个重要层面就是电压与电流。目前在快充模式的设计上,会尽可能将充电电压往上调,原因不外??就是希??能压低电流,以较低的电流来达到相同的充电所需瓦数。毕竟一旦流经电缆的电流增高,就可能会涉及到规范方面的问题,就必须要选择较昂贵且通过认证的缆线。另一个需要了解的层面是,功率是电流平方与电阻的乘积(P=I2R),如果线材越差代表电阻值将越高,而电流越大则会让缆线越容易发烫,会造成使用安全上的疑虑。因此现阶段,不论是QC或PD,在一定的充电瓦数下,都会尽可能将电流值限制在3A以下。

在快速充电的过程中,充电装置必须要能够保护电子设备,因为电子设备并不晓得使用者??进充电孔的到底是什麽样的缆线,所以这时候就必须要有控制器来进行沟通。控制器的作用,首先是要确定是否为标准的电源端,第二是确定缆线是否合??规范,第三是则要知道该电源端能够供应多少瓦数等。

放眼目前市场上,USB控制器的竞争者太多,客户经常会面临到相容性的问题。因此控制器本身除了必须克服相容性问题之外,还要能提供自我保护的能力,也就是增加在晶片针脚上的保护能力。因为USB充电经常会提供20V输入,若缺少保护机制,对一般晶片很容易造成损害。

吴逸杰认为,观察目前市场上几个主要的快充标准,普遍走的都是平台化的发展导向,例如高通或Intel都将自家产品平台化。而ST的市场优势,主要在於STM32系列控制器家族,在市场上拥有很高的市占率,特别是在消费性电子产品,不论是叁考线路与产品设计上都能针对客户的不同需求对症下药,并将ST广大的解决方案一并带入,来提供客户更友善的使用方案。

關鍵字: USB  type-C  ST 
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