矽力杰户外电源IC方案布局
矽力杰资深销售经理 戴荣东先生在本次亚洲户外电源大会上发表了《矽力杰户外电源IC方案》主题演讲。
在锂电储能应用中,主要有充电宝和户外电源两大类,充电宝的电池容量一般为 10000mAh~50000mAh,户外电源电池容量一般为 20Wh~20KWh,主要区别体现在功率、目标设备、输出电压、接口等方面。
锂电储能还可以应用在 20KWh~MWh 级别的光伏、风能等绿色能源系统中的发电端和用户终端。此次演讲主要介绍锂电储能在户外电源中的应用。
便携户外电源(Portable Power Station,简称PPS)是一种由可充电电池供电,多端口输出的供电电源,电池容量一般为 20Wh~20KWh。一般配备2~3个 AC 插座、2~6个 Type-A USB 充电端口、2~3个 Type-C 快速充电端口、12V 插座、LED 照明、无线充电器,支持各种主流接口。充电输入可以适配交流电源、汽车直流端口或太阳能电池板电源(环保型充电)。
便携户外电源的典型应用主要有户外露营、长途自驾、野外摄影、家庭应急、环境监测、汽车补电等,以 1000W 便携户外电源为例,可为笔电充电10次,无人机充电20次,运动相机充电100次;可为户外投影仪提供5小时续航,为户外照明提供24小时续航,为电饭煲提供3小时续航,为电钻提供2.5小时续航。
便携户外电源行业增速迅猛,出货量从2016年的5.2万台增长至2020年的208.8万台,市场规模从2016年的0.6亿元增长至2020年的42.6亿元。
便携户外电源全球市场规模预期同样可观,预计由2021年的111.3亿元增长至2026年的882.3亿元。
便携户外电源产品输出功率等级主要为 200W~8000W,AC 输出端口主要为 110/220V交流逆变,DC 输出端口可以支持 USB A、USB-C、DC 等接口应用,可为大功率快充电子设备和传统笔记本电脑等设备供电。部分产品还支持无线充电、户外照明等功能。
在 1000W 的便携户外电源中,在多节电池监测和保护应用需要用到 BMS 电池均衡及保护 IC;1000W AC 逆变应用需要用到升压控制器 IC 和数字控制器 IC;DC 输出应用需要用到 BUCK IC、MOS、协议 IC、负载开关管等;无线充电应用需要用到 TX 控制器 IC;照明需要用到 LED 驱动 IC。
矽力杰便携户外电源系统 IC 主要方案如上图所示,在电池包中可选用矽力杰 SY689X0 系列 AFE 芯片;100W 以内的 AC-DC 电路可选用矽力杰 SY5040,100W~300W AC-DC 电路可选用矽力杰 SY5055。
DC-AC 逆变电路可选用 SQ27000/1、SY8511/2 HV BUCK 芯片;降压转换电路可选用支持 40V3A 的 SY8303A 同步整流芯片、支持 40V8A SY8308 内置 MOS 同步整流芯片;USB 限流电路可选用 SY6280、SY6288 芯片。
升降压电路可选用支持 1~4 节锂电池的双向升降压控制器 SY6961、内置 MOS 的双向升降压控制器 SY9329C;协议芯片可选用 SY32P11;12V/10A DC 口可选用HV BUCK 控制器SQ33065;LED 照明电路可选用 SY8718A1、SY8745A 恒流 LED 驱动。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件产品包括 SY68920(3至6节串联电池)、SY68930(6至12节串联电池)、SY68940(9至18节串联电池)。可用于便携电源,电动自行车,电动工具,储能系统等场景。
该系列器件由电池监控器(电池电压、电池组电流、电池组温度)、电池均衡和电池组低侧保护组成,可覆盖 OCD、SCD、OV、UV,以及外部二级保护器故障检测,当发生以上Fault事件时,器件通过ALERT引脚和内部寄存器进行模拟和数字形式的对外报警。
器件可以支持自主和外控电池均衡策略,可以通过使能或禁用子模块以控制整个芯片的电流消耗。主机可以通过12C接口访问电池组的所有信息以进行管理。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件应用覆盖如上图所示。值得一提的是,针对 18 串以上锂电应用,可根据实际需求对 SY689x0 系列器件进行叠加组合使用。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件应用电路如上图所示,可以看到外围电路非常简洁。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列器件支持内部 ADC 测量电池电压、电池组或芯片温度;支持一个独立的内部ADC测量电池组电流;集成低侧充电、放电 NCHFET 驱动器;集成电池均衡 FET;集成自主电池均衡策略;支持主机警报中断;支持 3.3V 外部稳压器;支持简洁的 I2C 兼容接口,采用薄型 QFN 5x5/6x6/8x8 封装。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列具备优异的电池电压测量精度。支持数字 OV/UV 保护、模拟 OCD/SCD 保护,内置二级保护,SY68930/SY68940 还支持内部通信保护。
矽力杰高精度电池监控器 SY689x0 系列支持 Host 模式和 Auto 模式,客户在实际应用中可灵活选择。
矽力杰 SY6961 多节升降压充电控制器支持 3.5V~25V 输入工作电压;可选1~4节电池;支持双向4开关升降压;支持 OTG 输出限流 (50mA-6.35A) 调节及高精度监控,芯片通过 I2C 控制电池充电电压,适配磷酸铁锂、三元锂电池等应用。
矽力杰 SY6961 典型应用电路如上图所示。
矽力杰 PFC+LLC 二合一合封控制器 SY5055 支持 100W~300W 电源应用,内置高压启动电路以降低待机功耗,集成谷底检测,PFC级支持欠压,过压,过载保护。片内集成LLC级半桥驱动器,集成电流模式控制,具有快速的动态响应。
芯片内部集成X电容放电功能,无需额外的X电容放电芯片。采用紧凑的SOP16封装,节省空间占用,输出支持过压保护,欠压保护,过载保护和过流保护。
矽力杰同步降压控制器 SQ33065 支持 6-75V 电压输入,耐压 95V,支持 0.8V~60V 可调输出电压,工作频率范围 100kHz~1MHz,采用 QFN3.5x4.5-20,支持百瓦电源应用。
矽力杰高集成度快充芯片 SY32P11 集成多协议,兼容性强。
以上为矽力杰户外电源 IC 方案介绍,有意者可联系矽力杰详细了解。
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