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企業(yè)新聞
安營(yíng)扎寨 安“芯”戶(hù)外 | 芯??萍糃S32G020的戶(hù)外電源應用
2022-10-24

隨著(zhù)人們物質(zhì)生活水平的提高,親近大自然的戶(hù)外運動(dòng)熱潮不可阻擋,成為新世代年輕人更加熱衷的健康生活方式。但是,對于從事于戶(hù)外工作,熱愛(ài)自駕游、熱愛(ài)戶(hù)外運動(dòng)的人們來(lái)說(shuō),戶(hù)外生活中缺電是亟待解決的難題,因而“戶(hù)外電源”新品類(lèi)應運而生。

機構數據顯示,自2016年到2021年,全球戶(hù)外電源出貨量增幅超90倍。早期產(chǎn)業(yè)主要集中在出口市場(chǎng),近年來(lái)隨著(zhù)國內儲能產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,戶(hù)外電源開(kāi)始逐步傳導到國內市場(chǎng),產(chǎn)業(yè)規模與市場(chǎng)銷(xiāo)量持續猛增。

戶(hù)外電源與充電寶的區別

所謂戶(hù)外電源產(chǎn)品,從用戶(hù)層面可以簡(jiǎn)單理解為傳統充電寶的“大型化”。大型化主要體現在幾方面:

√  功率大型化

√  目標設備大型化

√  輸出電壓大型化

√  輸出接口大型化

√  接口數量大型化

戶(hù)外電源與傳統充電寶的產(chǎn)品差異化說(shuō)明

但是,從技術(shù)角度來(lái)剖析,戶(hù)外電源與傳統充電寶存在天壤之別。目前,充電寶產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展到了白熱化階段,整個(gè)系統技術(shù)設計路線(xiàn)都是圍繞極致的成本追求和集成化追求發(fā)展,充電寶SOC芯片可以說(shuō)除了電感、電容、接口、按鍵等不能集成的器件外,幾乎把所有能集成的功能都集成到芯片里面去了。而戶(hù)外電源產(chǎn)品當前正處于快速增長(cháng)階段,整個(gè)系統技術(shù)設計路線(xiàn)是圍繞極致安全可靠和系統模塊化的兩大訴求發(fā)展。

戶(hù)外電源產(chǎn)品的系統應用設計架構圖

由上圖可以看到戶(hù)外電源產(chǎn)品涉及的電源模塊非常多,并且涉及到AC-DC雙向逆變、大功率充放電管理等技術(shù),存在很高的電源技術(shù)設計門(mén)檻,系統設計難度可以說(shuō)是傳統充電寶的指數倍。

芯海PD芯片的戶(hù)外電源應用

在戶(hù)外電源的系統架構中,主控MCU是整個(gè)儲能產(chǎn)品的核心控制大腦,主要負責與各個(gè)電源接口模塊通信管理和系統控制管理,其中系統控制又包括顯示管理、按鍵管理、溫控管理、照明管理、藍牙通信管理、風(fēng)扇模塊管理。

雖然中央主控MCU處理能力很強,但是由于“中央”事務(wù)非常繁忙,且外部電源模塊的“瑣事”實(shí)在太多,因此也很難兩者兼顧。因此,外部電源模塊的“瑣事”通常會(huì )安排到各個(gè)“地方”主控進(jìn)行管理?!暗胤健敝骺刂恍枰选爸醒搿敝骺叵胍私獾男畔⑸蟼飨逻_即可。

戶(hù)外電源的外部電源模塊主要包括雙向逆變AC-DC轉換模塊、應急啟動(dòng)電源DC頭輸出模塊、無(wú)線(xiàn)充管理模塊、C口快充電源模塊、A口快充電源模塊?!爸醒搿敝骺嘏c“地方”主控的通信交互接口方式一般為IIC接口,也有UART接口或SPI接口。

隨著(zhù)PD協(xié)議及UFCS協(xié)議的普及,戶(hù)外電源產(chǎn)品對于C口快充電源模塊“地方”主控MCU的要求越來(lái)越高。除了需要支持PD協(xié)議、SCP協(xié)議、AFC協(xié)議、QC協(xié)議、VOOC協(xié)議、UFCS協(xié)議等多種協(xié)議之外,還要能夠根據與終端協(xié)商情況,分別控制多路獨立DCDC輸出給到終端充電,還能支持多種通信接口把C口的協(xié)議情況及功率情況上報給“中央”主控MCU。

對于該“地方”MCU主控要求,芯??萍糃S32G020可以完美勝任。CS32G020支持兩路獨立PD快充+兩路獨立多協(xié)議快充,27個(gè)外部GPIO口可以同時(shí)控制兩路BUCK/BOOST電源,并且支持多種外設接口包括IIC、SPI、UART。安全方面CC耐壓支持25V,Latch Up 400mA,ESD-8KV。

除此之外,芯??萍坚槍FCS協(xié)議推出了專(zhuān)用協(xié)議芯片:CPW3101。該產(chǎn)品可以支持雙向UFCS通信控制,可用于儲能電源、手機、PC、平板等終端產(chǎn)品當中。

基于CS32G020+CPW3101的儲能產(chǎn)品C接口電源模塊設計如下:

在該C口電源模塊設計中,一顆CS32G020芯片可同時(shí)對兩個(gè)C口進(jìn)行獨立充放電管理,在滿(mǎn)足戶(hù)外電源模塊化主流設計的基礎上,大大降低模塊的BOM成本以及模塊體積。

芯??萍甲鳛閲鴥仁着瞥鯱SB PD快充協(xié)議芯片的芯片原廠(chǎng),參與了中國快充行業(yè)標準UFCS的制定。近年來(lái),公司針對各個(gè)細分的應用領(lǐng)域,相繼推出多款PD快充旗艦新品,在安全性、易用性等方面精益求精,實(shí)現了PD快充產(chǎn)品全領(lǐng)域的系列化布局,能夠為客戶(hù)的終端產(chǎn)品PD快充應用提供更有針對性的系統性解決方案。


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