手機(jī)USB供電標(biāo)準(zhǔn)化帶動(dòng)電源管理芯片發(fā)展

    隨著便攜消費(fèi)電子種類和數(shù)量增多，五花八門的充電器成了人們最為頭痛的問題之一。在消費(fèi)者需求和政府法規(guī)的推動(dòng)下，手機(jī)充電器及接口技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化成為大勢(shì)所趨。單一的miniUSB接口既用于數(shù)據(jù)傳輸又用作供電，成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，這也反映在最新電池管理和電源管理芯片中。 

    “由于MP3、PDA、GPS設(shè)備和筆記本電腦大量使用USB接口，兼具數(shù)據(jù)傳輸和充電的單一miniUSB接口，是手機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。這既來(lái)源于市場(chǎng)需求，也是中國(guó)政府法規(guī)的推動(dòng)。”TI亞洲區(qū)高性能模擬產(chǎn)品高級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷工程師何信龍指出。

    在2006年底，信息產(chǎn)業(yè)部正式公布“移動(dòng)通信手持機(jī)充電器及接口技術(shù)要求和測(cè)試方法”通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)將推動(dòng)手機(jī)充電器及接口的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。何信龍表示，雖然國(guó)際大廠可能仍會(huì)使用自己的接口，但至少亞洲手機(jī)廠商會(huì)采用這種標(biāo)準(zhǔn)接口，為產(chǎn)品增加賣點(diǎn)。事實(shí)上，已經(jīng)有一些廠商開始推出這種采用單一miniUSB接口的產(chǎn)品。 

    TI的單節(jié)鋰離子電池充電管理芯片BQ24070正是應(yīng)對(duì)這一需求。作為TI高集成度bqTINY-III系列充電與系統(tǒng)電源管理器件的一員，它集成了2AAC電源開關(guān)、1.5A充電FET、電流傳感器、反向阻斷保護(hù)和熱穩(wěn)壓等電池管理功能。它采用了TI的動(dòng)態(tài)電源路徑管理(DPPM)技術(shù)，可為系統(tǒng)供電同時(shí)獨(dú)立為電池充電，并根據(jù)系統(tǒng)電壓動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電流。何信龍介紹說(shuō)，它支持單一的miniUSB接口，可自動(dòng)選擇ACAdapter或USB供電，并可根據(jù)不同的電源選擇不同的充電速率。當(dāng)電源供應(yīng)不足，而充電時(shí)Wi-Fi、藍(lán)牙和手機(jī)電視等功能又需要瞬間大電流時(shí)，電池可以補(bǔ)充供電。 

    何信龍?zhí)貏e強(qiáng)調(diào)了DPPM技術(shù)的意義。他解釋說(shuō)，隨著手機(jī)功能越來(lái)越多，系統(tǒng)電流越來(lái)越大，為了滿足充電過(guò)程中系統(tǒng)大電流需求，很可能出現(xiàn)充電電流比較小，造成充電管理IC誤檢測(cè)。DPPM保證了正確的充電終止，讓系統(tǒng)在沒有電池或者失效時(shí)運(yùn)行。這也允許系統(tǒng)在電池深度放電的情況下，通過(guò)外部電源立即啟動(dòng)。總之，BQ24070是為了存在AC、USB或電池電源時(shí)，為系統(tǒng)持續(xù)供電。 

    盡管目前中低端手機(jī)中電源管理單元(PMU)十分盛行，甚至單芯片手機(jī)方案中片上集成了電源管理功能，但何信龍認(rèn)為獨(dú)立的充電管理芯片仍有生存空間，特別是在一些中高端手機(jī)。他表示，有些手機(jī)主芯片中集成了充電管理，采用軟件方式實(shí)現(xiàn)，但外圍仍需要成本較貴的MOSFET等器件，考慮到上市時(shí)間等因素，有些手機(jī)制造商仍然傾向于增加單獨(dú)的充電管理IC，成本并不會(huì)相差多大。他還指出，手機(jī)設(shè)計(jì)中元器件擺放很重要，客戶經(jīng)常的反饋是，集成的PMU一個(gè)問題就是布局比較麻煩，常常占用空間。因此未來(lái)手機(jī)中的電源管理芯片可能模塊化，可能有CPU等核心電源模塊、電池管理模塊，顯示電源模塊和周邊電源模塊等。 

    一方面，手機(jī)作為從端，可以通過(guò)USB端口充電；另一方面，隨著手機(jī)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，手機(jī)也開始作為主設(shè)備，對(duì)MP3和數(shù)碼相機(jī)等外設(shè)供電，這也給電源管理芯片帶來(lái)了新需求?！半S著越來(lái)越多以單節(jié)鋰離子電池供電的智能手機(jī)和其它手持設(shè)備增大了處理能力并開始成為中心計(jì)算平臺(tái)，用戶對(duì)這類設(shè)備與其它外圍設(shè)備的連接性的需求也不斷增長(zhǎng)”，研諾(AnalogicTech)產(chǎn)品線總監(jiān)BillWeiss表示，“為此我們推出了新款電源管理芯片AAT1275。
    該款I(lǐng)C內(nèi)置一個(gè)帶限流負(fù)載開關(guān)的升壓轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)者可用它來(lái)進(jìn)行升壓及提供保護(hù)，能簡(jiǎn)單有效地對(duì)這些新型運(yùn)算密集型便攜系統(tǒng)中的USB端口供電。” 

    AAT1275將一個(gè)500mA升壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)限流負(fù)載開關(guān)結(jié)合于一體。它集成了一個(gè)帶限流保護(hù)的可調(diào)5V、500mA輸出，簡(jiǎn)化了對(duì)以單節(jié)鋰離子電池供電的便攜電子系統(tǒng)中的USB主機(jī)端口的開發(fā)。AAT1275的輸入電壓范圍為2.7~5V，支持以單節(jié)鋰離子電池供電系統(tǒng)中的USB2.0主機(jī)端口和USBOTG操作。當(dāng)負(fù)載開關(guān)限流默認(rèn)值為500mA(標(biāo)準(zhǔn)USB)時(shí)，它可被調(diào)節(jié)到較低的電流值以用于電流較小的USB端口，從而節(jié)省了寶貴的電池電量。

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