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浅谈手机发展与电源适配半导体

从手机充电器的发展来看,早期的充电器非常笨重,不方便随身携带,而且充电时间很长;如今已经可以做到30分钟充满电,并且体积小巧,方便随身携带。端口也是从micro USB,到苹果的Lightning,再到正反都可以插的USB Type-C。
发布时间:2018-11-23 15:55        来源:赛迪网        作者:徐培炎

【赛迪网讯】提及手机,相信应该是无人不知无人不晓了,甚至已经是人手一到两部。从1940年,贝尔实验室造出的第一部所谓的移动通讯电话,到1973年摩托罗拉公司工程技术员“马丁·库帕”发明世界上第一部推向民用的手机,再到1985年,第一台现代意义上的可以商用的移动电话诞生。从而,手机的重量也从1987年的750克,到1991年的250克,再到1996年的100克,直到1999年60克以下。

溯源手机发展

随着1G、2G、3G、4G乃至5G的发展,手机已经成为了人们生活中的必须品,为满足大众的多样化需求,市场上出现的手机产品也是星罗棋布,手机的功能也是应有尽有。

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当人们步入移动互联网时代,智能手机向传统手机发起了挑战,从小巧白蓝屏单功能机,到4.5、5.5、6.0甚至7.0寸彩色大屏智能多功能机,又是一个功耗轮回。最早期发明的手机又大又耗电,后来给手机瘦身到几十克待机最多有长达30天的,如今又回归到原始,试问,当前人们谁手中的大屏智能多功能手机有多少是可以超过1天连续使用时长的?

人们也逐渐意识到手机耗电给使用上带来的麻烦,随即也就出现了移动电源(充电宝)、手机快充等多种迎合市场发展的产品。但是,第三方产品对手机生命周期的影响有多大,这也只能仁者见仁,智者见智!如何规避此类风险,也成为了人们当前热议的话题。

手机电源的演进

从手机充电器的发展来看,早期的充电器非常笨重,不方便随身携带,而且充电时间很长;如今已经可以做到30分钟充满电,并且体积小巧,方便随身携带。端口也是从micro USB,到苹果的Lightning,再到正反都可以插的USB Type-C。

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如何做到快充,也是目前市场需要的重点。手机充电器的瓦数也在逐渐变高,国产手机充电普遍在15瓦以上。体积大的手机充电器已经是过去式,现在追求的是高密度、高能效,目前在市场也是可以随意看到10W/in3的密度。

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安森美半导体模拟方案部交流-直流电源管理高级市场推广经理 蒋家亮

即使是快充架构,1.0、2.0、3.0,也是有限的,瓦数也仅有十几瓦不到20瓦。快充4.0最多也是二十多,三十瓦,瓦数上还是有限制。在安森美半导体模拟方案部交流-直流电源管理高级市场推广经理蒋家亮眼里,USB Power Delivery(PD,供电)这种能力,是可以覆盖到100瓦,也就是一个Type-C的接口可以充100瓦的能力。同样USB Type-C接口的充电器充笔记本,也可以充手机,所以它的弹性非常大,非常广。这也是为什么安森美半导体会发展一些新的电源方案,来配合USB PD的架构。

蒋家亮认为,市场慢慢转用USB Type-C的线,是因为USB Type-C能给大家带来统一,每次用手机充电也好,传输数据也好,听音响都好,都用同一根USB Type-C的线,这也是为什么USB Type-C的使用变得越来越广泛。

USB Type-C开启手机电源变革

如果人们的手机、手表或者电脑配上大而笨重的电源,会觉得很不美观,这也是为什么电源需要有一个改朝换代的机会。为此,安森美半导体提出了一套领先的方案,给用户新的选择。当然在电源方案方面也有一些挑战,但是蒋家亮表示,目前能够克服。

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如何提高能效,尤其针对低电量的时候,因为每个充电器在使用时或在满电量时,半电量或者低电量时,或在待机的时候也会达到非常好的能效。因为需要跑得高的密度,热的管理也要做得好。如何做到好的散热,也是很重要的地方。假如密度做得很高,每个器件,每个元件排列都要非常紧凑、紧密,很容易受到干扰,怎样做到性能好的EMI(抗电磁干扰)的同时,保持器件数少,也是高难度的事情。做一个电源能够覆盖全部应用,从笔记本到手机都可以充电的,这才是刚需。

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在性价比方面,安森美半导体为市场提供了新的方案选择,尤其是NCP1568和NCP51530,NCP1568自适应是新的拓扑结构,是有源钳位反激控制器。有源钳位在市场上已经有很长的历史了,但是反激架构比较新。

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如何从29K开关频率马上跑到800赫兹,是安森美半导体目前新的技术。 1K、2K、3K、5K、10K这些人比较容易听到的地方全部跳过,马上跑到800赫兹,也可以做到很低声音的效果。就是静音跳跃消除可闻躁声的效果。蒋家亮介绍,NCP1568、NCP51530,还有一些用超结Mosfet来做,性价比将更高。

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从电子设备发展趋势来看,不管是笔记本电脑、手机、pad等多种移动终端都需要电源,而电源的种类和链接的种类也是五花八门,尽管电源体积缩小,提拿轻便,但是多种不同设备也要携带多种不同借口的线缆,从而也造成了很多不便。安森美半导体希望能够用一个电源来覆盖,也需要结合USB  Type-C PD的方向,也需要做高密度。也因为需要配合当下新一代的笔记本、手机等多种移动终端,所以一定要做非常酷的适配器,特别是在高密度的方面。相信,这也将成为电源适配市场的一大趋势!(文/徐培炎)

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