充電芯片是電子設(shè)備中負(fù)責(zé)管理電池充電過(guò)程的關(guān)鍵元件,其類別多樣,根據(jù)不同的功能?應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)特性,可大致歸納為以下幾類:
一?按充電方式分類
線性充電芯片
原理:通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)部晶體管的壓降實(shí)現(xiàn)恒流/恒壓充電,工作于線性模式?
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?成本低?EMI干擾小,但效率較低(尤其在高壓差時(shí)發(fā)熱明顯),適用于小功率場(chǎng)景(如耳機(jī)?手環(huán))?
典型應(yīng)用:單節(jié)鋰電池?紐扣電池充電?
開(kāi)關(guān)充電芯片(PWM/PFM)
原理:通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作(Buck/Boost拓?fù)?實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換,配合反饋電路實(shí)現(xiàn)恒流/恒壓控制?
特點(diǎn):效率高(85%-95%)?支持大功率充電,但設(shè)計(jì)復(fù)雜?成本較高?
典型應(yīng)用:手機(jī)?平板?筆記本電腦等大容量電池充電?
二?按充電協(xié)議分類
通用充電協(xié)議芯片
支持協(xié)議:USB BC1.2?DCP(專用充電端口)等基礎(chǔ)協(xié)議?
特點(diǎn):兼容性廣,但充電速度慢(通常≤5V/2A)?
應(yīng)用場(chǎng)景:低功耗設(shè)備?基礎(chǔ)充電需求?
快充協(xié)議芯片
支持協(xié)議:
私有協(xié)議:高通QC(Quick Charge)?華為SCP/FCP?OPPO VOOC?vivo FlashCharge等?
通用協(xié)議:USB PD(Power Delivery)?PPS(可編程電源)?三星AFC等?
特點(diǎn):通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整電壓/電流實(shí)現(xiàn)快速充電(如PD 3.0支持最高20V/5A)?
應(yīng)用場(chǎng)景:高端手機(jī)?平板電腦?游戲機(jī)等需要快速補(bǔ)能的設(shè)備?
三?按充電架構(gòu)分類
單芯片集成方案
特點(diǎn):將充電管理?功率路徑管理?電池保護(hù)等功能集成于一顆芯片,簡(jiǎn)化外圍電路?
優(yōu)勢(shì):節(jié)省PCB空間?降低成本?提高可靠性?
典型芯片:TI BQ25895(支持QC3.0/PD)?南芯SC8815(支持雙向快充)?
分立式架構(gòu)
組成:充電IC + 電池保護(hù)IC + 功率MOSFET等分立器件?
優(yōu)勢(shì):靈活性高,可根據(jù)需求選擇不同性能的器件?
劣勢(shì):設(shè)計(jì)復(fù)雜?成本較高?
四?按特殊功能分類
無(wú)線充電芯片
原理:基于電磁感應(yīng)(Qi標(biāo)準(zhǔn))或磁共振技術(shù),將電能無(wú)線傳輸至電池?
組成:發(fā)射端(TX)芯片 + 接收端(RX)芯片?
典型芯片:IDT P9221(發(fā)射端)?TI BQ51013(接收端)?
電池均衡芯片
作用:在多節(jié)電池串聯(lián)時(shí),通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)方式平衡各電池電壓,延長(zhǎng)電池壽命?
應(yīng)用場(chǎng)景:電動(dòng)工具?無(wú)人機(jī)?儲(chǔ)能系統(tǒng)等?
多口充電芯片
功能:支持多個(gè)USB接口同時(shí)充電,動(dòng)態(tài)分配功率?
典型芯片:英集芯IP6538(支持2C1A三口快充)?
五?按電池類型分類
鋰電池充電芯片
支持類型:鋰離子(Li-ion)?鋰聚合物(Li-Po)?磷酸鐵鋰(LiFePO4)等?
關(guān)鍵參數(shù):預(yù)充閾值(通常為3.0V)?恒壓截止電壓(如4.2V/4.35V)?充電電流(如1A-5A)?
超級(jí)電容充電芯片
特點(diǎn):支持高電壓(如5.5V)?大電流(如10A)快速充放電,適用于峰值功率補(bǔ)償場(chǎng)景?
六?按封裝形式分類
SOP/QFN封裝:適用于中小功率場(chǎng)景,散熱性能一般?
BGA封裝:集成度高,適用于大功率?多引腳需求(如車載充電模塊)?
WLCSP(晶圓級(jí)芯片封裝):體積最小,適用于可穿戴設(shè)備?
選擇充電芯片的關(guān)鍵考量因素
電池參數(shù):電壓范圍?容量?充電電流需求?
效率與散熱:高功率場(chǎng)景需關(guān)注熱設(shè)計(jì)(如增加散熱片或使用導(dǎo)熱膠)?
協(xié)議兼容性:根據(jù)目標(biāo)市場(chǎng)選擇支持的協(xié)議(如國(guó)內(nèi)設(shè)備需支持QC/SCP,出口設(shè)備需支持PD)?
成本與體積:消費(fèi)類電子傾向于高集成度方案,工業(yè)設(shè)備可能選擇分立式架構(gòu)?
未來(lái)趨勢(shì)
GaN(氮化鎵)技術(shù):提高開(kāi)關(guān)頻率?減小體積?降低發(fā)熱?
雙向充電:支持電池對(duì)外部設(shè)備放電(如筆記本為手機(jī)充電)?
智能充電管理:集成AI算法,根據(jù)電池狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整充電策略?
通過(guò)以上分類,可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的充電芯片,平衡性能?成本與可靠性?
