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Dialog展“创新充电”蓝图 充电技术研讨会记

2017-06-28 15:42 来源:电源网 编辑:Eliz

电源网报道,高度集成电源管理、AC/DC电源转换、充电和蓝牙低功耗(BLE)技术供应商Dialog半导体公司于2017年6月27日,在深圳举办充电技术研讨会。此次会议以“创新充电,芯领未来”为主题,展现了目前Dialog完整的充电产品系列。改变传统充电思维,突破传统充电局限,便是这次会议Dialog为大家带来的最精彩之处。

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会议最开始,Dialog的CEO巴赫利(Bagherli)博士在致辞阐述了一下目前公司充电产业链的现状,也对未来的充电前景进行了畅想,看看Dialog是如何努力,将目前最先进的充电体验一步一步实现,同时表示未来的充电体验会比现在愉悦很多。试着畅想,我们可能在家里的任何区域进行充电,距离和场景都不再是限制因素,并且快速充电和智能充电也在日益崛起,突破技术难题发展更新的科技是现在最重要的部分!

接下来Dialog工程师将向您介绍Dialog完整的充电产品系列。

WattUp RF无线充电:真正的无线充电,自由度UP

对于无线充电的渴望和期待使此产品的发布成为全场的焦点,实现了真正的远距离充电,提升了空间的自由度是RF无线技术最吸引人的地方。这个用低成本PCB无线替代昂贵线圈的技术目前已经实现了中距离(1米以内)的无线充电,未来将实现最远可达4.5米的远距离无线充电。Dialog的工程师表示,这种技术不会与室内WiFi产生讯号冲突。

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Dialog公司发展和战略高级副总裁,兼新兴产品业务部总经理 Mark Tyndall

最新氮化镓(GaN)产品SmartGan

还没有进入到商用阶段的氧化镓充电解决方案,也在此次会议中有所展示。实现下一代高功率密度电源的最新氮化镓(GaN)产品SmartGan,可将电源产品的尺寸缩小一半,高达94%的转换效率能让未来的智能设备充电速度进一步飞跃。

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Dialog公司高级副总裁兼电源转换业务部总经理 Davin Lee

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有线充电的技术革新:速度是王道

市场首款基于状态机的USB电源传输 (USB-PD) 接口IC,实现独特的墙到电池快速充电。可以根据智能终端的需求,最高实现20V的即时充电。目前三星、华为等手机厂商已经推出了搭载针对RapidCharge的AC/DC电源转换器的手机产品。

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Dialog公司高级副总裁兼移动系统业务部总经理 Udo Kratz

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始终站在电源管理技术前沿

最新的电源转换器提供超过98%的突破性效率,并解决高压充电面临的散热设计挑战。

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发布会精彩问答:

提问:关于无线充电的技术,充电效率怎么样?最高的功率到达多高?

Mark Tyndall:从发射器到接收器之间的效率,这个问题有比较多的变量,取决于发射多少功率,发射器和接收器之间距离是多长,接收端有多少个天线。所以这种变量一变的话,可能就是牵一发而变全身了。但如果只看RF输入到DC输出的效率,功率如果是24 dBm,也就是大概250毫瓦,效率大概54%。如果功率是27 dBm,500毫瓦,效率是48%。

提问:苹果之前谈了一个WiFi无线充电的问题,这个跟咱们的方案有什么异同?另外这个RF无线充电方案对现在家里的WiFi有没有什么干扰?

Mark Tyndall:首先回答您第二个问题,我觉得不存在什么干扰问题的,因为它和WiFi的频段是不同的,我们的RF无线充电频段比WiFi的频段稍微要高一点,我们没有见到明显的干扰问题。我们也用其他ISM频段,我们针对频段的部署是非常小心和谨慎的。第一个问题回答不上来,因为我并不太清楚iPhone 8的解决方案具体是怎么样的。但总体上来讲,相对于感应式或基于谐振线圈的无线充电,从用户体验来看,我们的RF产品要明显更优秀。


提问3:我说的是之前苹果提了一个专利,利用WiFi频段充电的双频天线充电。

Mark Hopgood:Energous的技术是5.8GHz,比WiFi频段要高一点。监管部门的职能之一,就是要确保RF无线充电和现有的WiFi没有干扰。这个技术可以在任何的ISM的频段运行,所以这可以在世界任何地方使用。

提问:无线充电的功率是多少?是5瓦,还是10瓦、20瓦,还有没有更大功率的?

Mark Hopgood:对于近场无线充电,就是把你要充电的设备放在发射器旁,能实现和传统的感应式或基于谐振线圈无线充电一样的输出功率。比如说手机是可以输出7瓦,我们这个技术的独特之处是,如果把设备放远一点的话,就能进行绢流充电,从瓦特级到毫瓦级。比如说一米远的话,可以传输0.5瓦的功率。通过监管部门的审核,我们最终的技术被认证是非常安全的。尽管涓流充电的时候只有0.5瓦,但比如你桌子上的多台设备可以同时进行无线充电了。

提问:请问一米远可以对接多台设备的话,最多可以对几台设备来充电?目前的话,是否有一些产品已经采用了这一无线充电的方案?有没有可以跟大家分享的?

Mark Hopgood:我们的无线充电采用了波束成形(Beamforming)技术。它的做法就是对多台设备一个一个顺着来连接,这样的话数量就没有限制了,实际上就是把这些要充的设备连成个圈。关于市场上是否已经有设备采用这个无线充电,目前我们还没有宣布客户名单,今年1月份,Energous在CES上面公布了几个客户,Energous的CEO当时应该有向市场提到在今年将会有具体的产品推出。

提问:关于快速充电,你们支持大电流,也支持大电压,在这种方案里,每个厂商可能都会有不同的选择,作为专家,你能不能分析一下在大电流和大电压充电方式里,哪个会更好一些?从安全角度来说?

Davin Lee:我们有很多不同的保护措施,并在我们的解决方案中内置了这些安全和保护功能。比如,我们有热调节功能,如果发现温度到了某个程度,我们会降低功率或关断开关。另一种方法是测量线缆的阻抗,这种方法有助于我们检测线缆是否损坏,或者是否出现短路。如果我们发现线缆中有任何异常,我们可以降低功率,或停止充电。这些只是我们采取的安全保护措施中的一部分,在与大型客户合作的时候,我们还有更多的安全和保护特性可以集成到我们的解决方案中。因为我们的解决方案是基于很智能的内核,我们可以基于客户的需求,加进去一些很复杂的安全和保护特性。安全和保护特性是使我们的解决方案优于竞争产品的关键优势之一,在充电器方面也是这样。

提问:关于CEO提到的氮化镓的产品,现在已经量产出货了吗?它的成本跟普通开关来比,成本大概是减少了多少?

Mark Tyndall:去年我们就推出了第一款GaN的产品DA8801,此后,我们一直在进行一系列严格的验证,使其满足各项规范要求,因为GaN是一种新的技术应用,所以需要一定的时间让客户去了解和接受这个产品是非常可靠的,工作温度范围等等方面。我们现在已经完成了这个验证过程。大家看一下,我们这个样品是30W的适配器,今年年底之前将会进行批量生产。关于成本,我们还要看一下整体的物料清单(BOM),GaN功率开关还可以帮助减小其他磁性元件、被动元件的尺寸。我手上这款30W的适配器成本和它的前代不用GaN的产品成本是一样的或者更低,这也是我们定价的准则。


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Dialog充电技术新闻发布会

提问:你们的USB PD,支持20V, 5A吗?

Davin Lee:是的,支持5A,20V。

提问:你们的USB PD解决方案里没有用MCU,这是怎么实现的?因为其它同行或是我看到的,大家都是用MCU。

Davin Lee:MCU有自己的优势,它是可编程的也比较灵活。但是它比较贵,而且需要很多外部元件来开发解决方案。因为USB PD的规范已经稳定了,不会再变了,因此我们能够开发出成本最低,同时满足各项兼容性要求的解决方案。客户告诉我们,他们如果要采用USB PD的首要前提是成本,这也是我们采取这种方法的原因。

提问:刚才您提到的USB-PD解决方案里面有一个状态机,我没有怎么听说过,这是一个怎么样的市场?

Davin Lee:实际上和上边那个回答是一样的,就是说因为我们没有用MCU来控制逻辑,我们用的是状态机,这种部署减少了物料清单和成本。从客户角度来说,采用我们的解决方案来开发USB PD更简单,因为没有MCU,所以不需要任何编程。最重要的是,我们的解决方案满足了所有USB PD的要求。

提问:在快充技术里,你们用了自适应直充的AC/DC用了三个芯片,iW656,iW1781、iW676,这三块芯片的成本应该比别家要高,所以在这个成本非常敏感的市场里边,我想知道,这三个芯片加起来,成本比别的品牌要高多少?或者是你们怎么控制的?

Davin Lee:和非快充的普通适配器相比的话,的确是三个芯片加在一起的成本是要高一些。但是和其他竞争对手的快充产品来比的话,我们的价格是差不多的。

提问:你们快充里的双向通信是跟自适应在一起的,这是你们独家的,还是其它厂商现在也都在采用那个技术?

Davin Lee:这个概念其实大家都可以用,但如何整合这个概念取决于用什么样的协议。比如高通、联发科技都有自己的协议。华为、三星等大型OEM他们也有自己的协议,我们和他们进行非常紧密的合作,提供百分之百支持他们协议的设计。

提问:如果氮化镓是用在USB PD的充电器里面,那像以苹果这个60瓦或者是87瓦这个充电器为例,如果应用了氮化镓,那它的充电器的体积最小可以做到多小?

Davin Lee:GaN本身可以用于各种功率水平,功率越高,尺寸越小。比如说65瓦的笔记本电脑的AC/DC适配器,它的尺寸可以减少50%。

提问:目前碳化硅跟氮化镓,这两个技术目前来看,氮化镓哪些方面已经做的更好了?哪些方面做的还不如碳化硅?

Davin Lee:首先GaN的优势是开关频率非常高,开关功率损耗可以降到最低。这允许我们在不影响效率的前提下,将开关频率做到非常高,从而允许我们使用更小的外部元件,最终减小尺寸,并降低整体BOM成本。所以要比较的话,其实最终应该来看一下物料清单的成本,而不是仅仅看开关频率。但是,随着产量和产能增加,晶圆从6英寸转到8英寸或更高,那么情况将会有所改变。

提问:关于RF无线充电方面的WattUp®, 近场、中场、远场,目前是都支持了吗?已经在市场上销售了吗?

Mark Tyndall:是的,现在我们的芯片是支持这三种场的,而且已经在市场上销售了。

提问:在2019年大概有将会有一半的智能手机会支持无线充电,刚刚提到Energous的CEO在CES上面公布了几家客户,可否简单透露一下呢?

Mark Tyndall:在下个月之后,等到我们中场的无线充电获得FCC的批准之后,将会有新的一个里程碑出现。到那时市场就会活跃起来,客户会希望开发相关的无线充电产品。

提问:快充对电池的寿命是有影响的,Dialog从电池端考虑的话,做了哪些措施或者改进?

Davin Lee:我们现在还不知道快充对电池寿命的长期影响会是怎么样的。我们知道的是手机的寿命相对于电池寿命来说可能会更短。

提问:您刚才讲到快充的时候实现了6A的40℃,竞争对手是80℃,你能降低到40℃的原因是什么?

Udo Kratz:最核心的原因是我们的充电效率特别高,可以到达98%,实现更高的电流,更高效的充电,更好的散热,从而保证设备充电时的温度更低。

提问:快充的电池端也需要一些PMIC的芯片,你们有这样的方案吗?

Udo Kratz:电池端没有。

提问:远距离无线充电的最大距离是多大?

Mark Hopgood:15英尺,大概就是4.5米。

提问:充电效率是否和WiFi信号一样,距离越远充电效率越差?

Mark Hopgood:是的,这本身就是物理的原理。

提问:如果说像家庭内部使用,有墙体组合的话,比如说WiFi,它有一些继电器可以把信号扩大,你们有类似的解决方法吗?

Mark Hopgood:其实墙体对于我们来说,反而是好事。当在一定距离进行隔空传输能量的时候,我们采用波束成形(Beamforming)技术,发送器端有多个天线,将信号发射出去后通过墙体来弹跳,然后将能量集中到一个地方。比如说在不同的房间中来充电的话,你在每一个房间都放一个发射器,比如汽车里放一个,客厅里放一个,卧室里也放一个。

提问:刚才提到了说,在无线充电里是用低成本的PCB天线,就是嵌入式的天线来代替以前的那种昂贵的线圈。以前线圈的质量对无线充电的影响还是很大的,这样会不会影响它的效率?这个替代是发射端和受电端都可以替代吗?

Mark Hopgood:天线的材料,简单的FR-4 PCB材料就可以了,非常类似于WiFi和蓝牙的天线。关于效率,如果是接触式无线充电,效率是和现有的感应式或基于谐振线圈的无线充电是一样的。根据物理原理,越远的话效率就会越低,在发射端和受电端都有天线。

提问:我看到这个图里面都是一些耳机这些小的设备,那它最大的功率能达到多少?像厨房电器,或者是电动自行车,电动汽车以后会不会也有相应的方案?

Mark Hopgood:我们现在的战略就是利用我们现在的技术力量,从线圈变成天线的话,可以制作非常小的接收器,正是因为这个原因,物联网(包括家居、可穿戴设备、工业)是我们这项技术目前主要针对的领域。但如果要为高功率的电器充电,比如说像电动汽车,电动自行车等,最好用线圈的无线充电解决方案。

提问:现在因为我看到Dialog有针对不同厂商,比如高通、联发科技、华为不同的快充解决方案。我们有没有一种通用的,可以放在一个适配器里面,通过一些握手协议,让它可以给不同协议的手机来充电?

Davin Lee:这是很有可能实现的,我们可以做一个通用的支持各种协议的充电器。但是现在还没有任何一个客户有这样的要求。

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