智融携手纳微推出87.5W混动氮化镓超级充二合一移动电源
自从协助倍思开发了全球首款65W 2C1A氮化镓快充充电器以来,智融芯片在氮化镓快充产品上的应用就日渐丰富,先后协助HYPER JUICE开发了100W 2C2A氮化镓快充充电器,以及协助坤兴开发了65W 2C1A氮化镓快充充电器。
当然,智融芯片在氮化镓快充上的应用不仅局限于充电器这一个品类,在2019年12月初,智融就为大家带了一款45W氮化镓快充+10000mAh移动电源的方案,并获得广大客户青睐。
2020年智融在多功能氮化镓快充产品上持续发力,再次推出总功率87.5W,支持65W PD快充输出以及22.5W超级快充输出的充电器+移动电源方案。该方案采用1A1C接口配置,并借助氮化镓芯片的优势,让整套方案的体积得到有效的控制。
一、智融87.5W混动氮化镓超级充二合一移动电源外观
智融推出的这套方案采用透明亚克力外壳,看起来很精致,同时也可以比较清楚的看到内部的PCB板的结构。在充电器部分和移动电源部分之间有镂空并加绝缘板设计,该方案目前内置了一颗5000mAh的圆柱电芯,在成品生产过程中可替换为聚合物电芯,以满足轻薄便携的要求。
为方便测试,该方案采用8字线输入接口。
输出配备1个USB-C接口和1个USB-A接口,关于接口的输出策略,将在下文的实际评测体验中做详细介绍。
背面是整个产品的逻辑控制芯片,并设有一颗贴片按键开关。
充电器部分,初级侧采用了一颗纳微半导体的氮化镓功率芯片NV6115,旁边是安森美的PWM控制器。
纳微半导体 NV6115 详细资料。
次级部分的两个接口为二次降压架构,其中USB-A接口采用的是智融SW3518S控制器,该芯片内置同步降压控制和协议识别等多种功能。
智融SW3815S是一款高集成度的多快充协议双口充电芯片,支持A+C口任意快充输出,支持双口独立限流,集成了5A高效率同步降压变换器,支持PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、VOOC等多种快充协议。值得一提的是,SW3518S目前已经获得VOOC认证。
USB-C口协议芯片采用智融SW3516H,该芯片同样拥有很高的集成度,支持A+C口任意口快充输出,支持双口独立限流。其集成了 5A 高效率同步降压变换器,支持 PPS、PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP、低压直充等多种快充协议,CC/CV 模式,以及双口管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能多快充协议双口充电解决方案。可广泛应用于USB PD双口快充车充、USB PD双口快充充电器以及USB插排等产品。
智融SW3516规格资料。
移动电源主控SW6206是一款高集成度的多协议双向快充移动电源专用合一芯片,支持A+A+B+C+L口任意口快充。其集成了5A高效率开关充电,24W高效同步升压输出。
同时,SW6206支持PPS、USB PD、QC、AFC、FCP、SCP、PE、SFCP等多种快充协议,电量计量,LED灯、数码管显示以及相应的控制管理逻辑。外围只需少量的器件,即可组成完整的高性能双向快充移动电源解决方案。
二、智融87.5W混动氮化镓超级充二合一移动电源输出策略
我们先通过上面这张表格简单了解一下智融这款方案的三种主要模式:
1、给该方案接上电源作为充电器使用时,其USB-C口支持单口最大65W输出,USB-A口支持单口最大30W输出;在双口同时输出时,USB-C口输出功率降为45W,USB-A口输出功率为18W。
2、如果用户希望双口同时大功率快充输出,可以按一下背面的电源按键,使其进入第二种充电器模式。此时USB-C口的最大输出功率可维持在65W,USB-A口也能保证22.5W输出。这里是需要说明的是,该模式下USB-C口的功率由充电器模块直接输出;USB-A口的22.5W功率则是通过SW6206控制的移动电源模块输出。所以当系统检测到电池电量低于30%时,则无法进入该模式。并据智融反馈,此30%门限可以根据客户要求调整。
3、移动电源模式就比较好理解了,直接由SW6206控制整个系统,USB-C单口输出为18W,USB-A单口输出为22.5W,双口同时输出是共享5V/3A。此外,在移动电源模式下USB-C接口还具有反向充电功能,最大输入功率为18W。
使用ChargerLAB POWER-Z KT001测得该方案在充电器模式下,USB-C口默认支持USB PD3.0 PPS协议,具有5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/3.25A五组固定电压档位以及3.3-21V/3A的PPS电压档位,最大功率65W。
双口同时输出时,USB-A口输出功率18W;USB-C口的PDO报文为5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/2.25A以及3.3-16V/3A,输出功率智能降为45W,综合最大输出功率63W。
在按电源按键进入第二种充电器模式后,测得USB-C口的最大输出功率依旧为65W,USB-A接口支持22.5W SCP超级快充输出,综合输出功率为87.5W。
移动电源模式下,USB-C口的PDO报文为5V/3A、9V/2A、12V/1.5A,以及5-5.9V/3A、5-11V/2A,最大功率18W。
关于USB-C口的输出协议,无论是哪种模式,均支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP等协议。
同样,无论USB-A口处于哪种模式,也支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC2.0、QC3.0、AFC、FCP、SCP等协议。
三、智融87.5W混动氮化镓超级充二合一移动电源充电测试
1、USB-A口输出兼容性
在移动电源模式下,使用该方案的USB-A口给OPPO Reno 2充电,电压4.14V,电流3.7A,充电功率约为15.54W,开启低压快充模式。
使用该方案的USB-A口给华为P 30充电,电压4.11V,电流2.8A,充电功率约为11.54W,开启低压快充模式。
使用该方案的USB-A口给华为Mate 30充电,电压4.16V,电流2.87A,充电功率约为11.95W,开启低压快充模式。
使用该方案的USB-A口给小米9充电,电压8.55V,电流1.86A,充电功率约为15.92W,开启QC3.0快充模式。
使用该方案的USB-A口给三星Note10+充电,电压8.99V,电流1.62A,充电功率约为14.57W,开启QC2.0快充模式。
使用该方案的USB-A口给三星S10+充电,电压8.99V,电流1.59A,充电功率约为14.3W,开启QC2.0快充模式。
使用该方案的USB-A口给iPhone11 Pro Max充电,电压5.16V,电流2.17A,充电功率约为11.22W,开启APPLE 2.4A充电模式。
2、USB-C口输出兼容性
使用该方案的USB-C口给iPhone11 Pro Max充电,电压9.15V,电流1.97A,充电功率约为18.06W,开启USB PD快充模式。
使用该方案的USB-C口给三星Note10+充电,电压8.72V,电流2.61A,充电功率约为22.85W,开启USB PD快充模式。
使用该方案的USB-C口给三星S10+充电,电压9.13V,电流1.43A,充电功率约为13.06W,开启USB PD快充模式。
使用该方案的USB-C口给华为P30 Pro充电,电压9.15V,电流1.14A,充电功率约为10.45W,开启USB PD快充模式。
使用该方案的USB-C口给华为Mate 30充电,电压9.15V,电流1.16A,充电功率约为10.62W,开启USB PD快充模式。
使用该方案的USB-C口给小米9充电,电压8.95V,电流1.88A,充电功率约为16.82W,开启USB PD快充模式。
在充电器模式下,USB-C口能够输出更高的功率以便适配iPad、笔记本电脑等大功率设备,实测充电器模式下给iPad Pro充电,电压15.15V,电流1.75A,充电功率约为28.15W,开启USB PD快充模式。
在进入第二种充电器模式后,USB-C口给笔记本电脑充电,充电功率可达到61.76W。
充电头网拆解总结
对于传统的充电器+移动电源二合一产品来说,为了兼顾体积,基本都无法实现大功率快输出,所以只能勉强满足手机的充电需求,严重限制了这类产品使用范围。
智融通过创新的产品架构,将氮化镓快充充模块与移动电源模块有机的结合,在保证产品体积优势的前提下,实现了USB-C口最大65W输出和USB-A口最大30W输出。这不仅实现了对各类手机的快充,更进一步解决笔记本电脑、Pad、移动电源等电子产品对大功率快充的需求,是一款真正意义上的“混合动力超级充”方案。
智融将提供全套硬件及软件设计方案,根据客户要求做定制化设计,加快此类设计落地。有兴趣客户可以联系智融及其代理商咨询设计。
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