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   AI技術(shù)的逐漸普及，數(shù)字化進(jìn)程滲入人們的日常生活中，便攜式消費(fèi)類產(chǎn)品也從過(guò)去的單一化邁向多功能，在日常娛樂(lè)、醫(yī)療保健等諸多領(lǐng)域占據(jù)了廣泛市場(chǎng)。而集成的功能越來(lái)越多，對(duì)電源管理帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)，特別是由于內(nèi)置電池容量通常偏小，而設(shè)備又需要長(zhǎng)時(shí)間工作，低功耗電源管理與快速充電成為此類設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考慮因素。

  小尺寸高性能電源管理IC，長(zhǎng)續(xù)航關(guān)鍵所在

  以TWS耳機(jī)、可穿戴設(shè)備手表為例，消費(fèi)類產(chǎn)品在保持輕巧造型設(shè)計(jì)的前提下，迫使電子電路需要在極小的尺寸以內(nèi)，這也推動(dòng)了包括電源管理IC在內(nèi)的半導(dǎo)體解決方案的集成化趨勢(shì)，功率器件的占板面積和封裝應(yīng)做到盡可能小，高轉(zhuǎn)換效率也是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要素。

  ADI的MAX77659作為一款高度集成的單電感多輸出(SIMO)電源管理芯片，具有高效和低功耗的特點(diǎn)，內(nèi)置了一個(gè)雙輸入的SIMO升降壓控制器，提供了一個(gè)充電通道和三個(gè)可獨(dú)立編程的通道，其中這幾個(gè)通道共用一個(gè)電感，能夠節(jié)省60%的元器件和減小50%的方案尺寸。該芯片還集成了兩個(gè)支持輸入、輸出的GPIO口和一個(gè)模擬多路復(fù)用器，可將多個(gè)內(nèi)部電壓、電流信號(hào)向外部傳輸，方便外部數(shù)模轉(zhuǎn)化器對(duì)電流、電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)控。雙向I2C 串行接口可對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)項(xiàng)監(jiān)測(cè)和配置，內(nèi)部開(kāi)/關(guān)控制器為監(jiān)測(cè)模塊提供受控啟動(dòng)序列，并在監(jiān)測(cè)模塊啟用時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

ADI SIMO技術(shù)可支持微小尺寸的耳戴式和可穿戴產(chǎn)品

  MAX77659通過(guò)調(diào)節(jié)器的控制，在滿載情況下效率最高可達(dá)91%，在輕載的情況下靜態(tài)電流為5μA，該芯片還可通過(guò)裕量控制降低壓降減少熱損耗。MAX77659采用了WLP封裝工藝，規(guī)格大小為2.55mm*2.37mm*0.5mm，整體體積非常小，可在便攜式消費(fèi)類產(chǎn)品的充電方案中應(yīng)用，與傳統(tǒng)充電速率相比提高近4倍的充電速度。

  值得一提的是，如果某一個(gè)功能元件對(duì)電源的要求非常敏感，MAX77659 也提供了一個(gè)LDO 來(lái)額外地提供PSRR(電源抑制比)，能大幅度降低噪聲。100mA的LDO可對(duì)紋波進(jìn)行調(diào)制，同時(shí)LDO也可以充當(dāng)負(fù)載開(kāi)關(guān)使用，以便在閑置狀態(tài)時(shí)于外部模塊斷開(kāi)連接降低功耗。

除此之外ADI還有著廣泛的SIMO PMIC產(chǎn)品組合，如MAX77640/MAX77641和MAX77680/MAX77681，它們將電源管理電路的尺寸縮小了近一半，同樣廣泛支持可穿戴產(chǎn)品、智能家居等空間受限的設(shè)備應(yīng)用。

  USB-C 快充如何也能又快又安全?

  消費(fèi)類產(chǎn)品除了需要優(yōu)秀的電源管理IC外，像目前大多數(shù)筆記本電腦、手機(jī)都開(kāi)始采用USB-C這種小尺寸、通用的連接器以實(shí)現(xiàn)多向數(shù)據(jù)傳輸和供電，不僅讓設(shè)備保持日常運(yùn)行速度，小尺寸設(shè)計(jì)亦可提供高效率和安全性。而隨著5G無(wú)線通信、4K視頻等新的技術(shù)不斷被應(yīng)用于消費(fèi)類產(chǎn)品，設(shè)備正在從單電池供電架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p電池(2S)供電架構(gòu)。轉(zhuǎn)變后的系統(tǒng)要求通過(guò)USB-C PD傳送更高的功率，并以更大的功率充電(25W或更高)。

  一款帶有USB Type-C接口用于充電的手機(jī)

  盡管USB-C PD系統(tǒng)能夠滿足快充需求，但為了符合USB-C規(guī)范，需要使用多款器件以及定制化固件，開(kāi)發(fā)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)月。利用ADI的MAX77958 USB-C PD控制器，設(shè)計(jì)者即刻擁有開(kāi)箱即用的USB-C PD兼容方案，可將設(shè)計(jì)時(shí)間縮短3個(gè)月，同時(shí)利用MAX77962升/降壓充電器將方案尺寸減小一半。

  MAX77958獨(dú)立的USB-C PD控制器提供開(kāi)箱即用的USB-C PD 3.0兼容方案，支持快速角色交換(FRS)和雙角色端口(DRP)，集成了傳統(tǒng)USB-C控制器中通常沒(méi)有具備的功能，例如BC1.2檢測(cè)和D+/D-開(kāi)關(guān)，以支持傳統(tǒng)USB端口。為支持高可靠性設(shè)計(jì)，IC可承受28V VBUS額定電壓，提供CC引腳短路保護(hù)、潮濕檢測(cè)有助于預(yù)防腐蝕。

  MAX77962則支持新的USB-C PD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可利用5V至20V輸入電壓對(duì)2S Li+電池進(jìn)行快速充電。MAX77962集成高壓FET (30V最大額定電壓)，能夠提供28W充電功率，且尺寸只有其他28W充電方案的一半。該升/降壓型充電器可以接受3.5V至23V輸入電壓范圍，支持USB-C PD以及傳統(tǒng)USB電源。

  由此可見(jiàn)，MAX77962升/降壓型充電器和MAX77958 USB-C PD控制器非常適合游戲機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)設(shè)備、攝像機(jī)、無(wú)線揚(yáng)聲器、便攜式打印機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)，以及工業(yè)設(shè)備和醫(yī)療器械等設(shè)備的快速充電應(yīng)用。

  電源管理芯片相當(dāng)于電子設(shè)備的“心臟”，性能的好壞與電子設(shè)備的性能和可靠性直接掛鉤。目前的消費(fèi)類電子產(chǎn)品需要更短的充電時(shí)間、穩(wěn)定的電壓和可靠的電池監(jiān)測(cè)功能，高效的PMIC必須以適于消費(fèi)類電子的小型封裝提供便捷通用的解決方案，并配以最佳的性能和最高的效率來(lái)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供更高的價(jià)值。

  作為業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司，ADI正努力響應(yīng)技術(shù)和市場(chǎng)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效的電源管理并將其集成到設(shè)備中，同時(shí)提供快速安全的充電解決方案，并行讓用戶告別“電量焦慮”，為便攜式消費(fèi)類產(chǎn)品確保良好的用戶體驗(yàn)。