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从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

日期: 2018-02-08
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如果评选现代人生活必备品,智能手机必能位列三甲,但它的风靡也让“一日一充”甚至是“一日几充”成为了我们的日常。而随着不可拆卸电池战胜可拆卸电池成为市场主流后,快充技术迅速走红成为许多手机厂商推出新品时的重要卖点之一。

作为缓解续航短的主力军,市面上有哪些主流的快充协议?快充市场又有什么特点?极具“黑科技”气质的无线充电又将为手机充电注入哪些新亮点?OFweek电子工程网在Dialog半导体公司“充电日”活动中,通过公司CEO Jalal Bagherli博士、高级副总裁兼电源转换业务部总经理Davin Lee、高级副总裁兼移动系统业务部总经理Udo Kratz、发展和战略高级副总裁兼新兴产品业务部总经理Mark Tyndall的介绍,对于以上疑问有了答案。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

Dialog半导体公司CEO Jalal Bagherli博士

用“芯”引领充电未来

电源管理芯片虽然在功能上十分重要,但论名气却不如逻辑芯片和存储芯片,因此贵为智能手机PMIC市场份额第一的Dialog,并不为广大消费者熟知,但这并不能掩盖它的锋芒。据Jalal Bagherli博士介绍,公司采用无晶圆厂制造模式,能够提供针对智能手机、移动计算、可穿戴设备、IoT及智能家居应用而优化的高度集成的混合信号IC,2016年的营收约为12亿美元。并在以下多个市场,创造出了佳绩:

·在智能手机PMIC市场占有约20%的市场份额,居第一位

·在智能手机Rapid ChargeTM电源适配器市场占有约70%的市场份额,居第一位

·领先的物联网蓝牙低功耗芯片供应商

·拥有RF无线充电和GaN新技术

·拥有行业最佳的移动PMIC平台及广泛的IP组合

第三代半导体材料GaN作为时下新兴的半导体工艺技术,提供了超越硅的多种优势。Dialog本次介绍的GaN是一种具有非常高效率的功率转换的材料,基于GaN材料的功率开关要比基于MOSFET的功率开关速度快10倍,除了功率开关,Dialog还能在芯片上集成逻辑元件,比如驱动器、电平转换、保护电路等相关元素。这使得Dialog能够生产单片GaN半桥,使便携式电源适配器尺寸可以缩小50%,并且损耗的功率也少50%。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

 

中国作为芯片消费大国,是许多半导体厂商的重要目标市场。Dialog同样重视中国市场,在北京、天津及台湾新竹等地都设有设计中心,2016年在中国市场的营收超过1亿美元。同时Dialog还和展讯达成了战略合作关系,为展讯最新LTE平台提供混合信号解决方案。此外,Dialog的子PMIC芯片已被中国众多的智能手机OEM厂商采用,并在中国地区率先推出了快充芯片。Dialog还是中国市场领先的LED驱动器IC供应商,及在中国可穿戴市场蓝牙低功耗IC供应商中排名第一。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

针对Rapid ChargeTM的AC/DC电源转换器

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

Dialog公司高级副总裁兼电源转换业务部总经理 Davin Lee

在家居生活或办公环境中,若想让电为我们所用,需要使用适配器将墙端的交流电转化为直流电才能为手机等终端产品供电。Dialog创新的数字式AC/DC控制器因具有让变压器更为小型化,及减少分立元件数量的优点,而被所有主流手机OEM厂商采用,公司每年交付给市场的产品超过10亿颗,成功占据了一次侧控制领导者的宝座。

早些时候便携式电源适配器采用分立解决方案,但在几年前各国政府和国际能源机构提出了更低的待机功耗和更高的运营效率等要求,使得能够在经济上满足新需求的集成电路解决方案商获得了巨大的机遇。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

 

众所周知智能手机正朝着快速、大屏、长续航等方向进化,因此更快的处理器、更大屏幕、更高容量的电池渐渐成为标配。为维持快速运转、大屏幕和长时间使用,缩短大容量电池充电时间的需求,推动了高功率适配器的发展。

能够克服USB连接器局限性的快充技术,因具有以更快速度对配有大容量电池设备充电的能力,而受到广大手机厂商的青睐。同时由于技术的高效率对于功率密度具有优化作用,使得适配器得以拥有更小的尺寸。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

 

随着快充技术影响力增加,电源适配器不断进化,Dialog IC产品在其中扮演的角色日益增多,从最初的1颗增加到现在的3颗,在以68%的年复合增长率飞速成长的快充市场,Dialog可以三倍服务于市场,Davin Lee向OFweek电子工程网表示:“我们能够获取的市场占可服务市场的比例约为70%。”

快充的重要性和市场潜力,吸引到了大批厂商加入快充方案的研究大军中,市场上涌现出了多种协议,如我们熟悉的芯片组供应商高通、联发科,OEM厂商三星、华为及USB-PD等都各有各的协议,因此能够广泛支持不同协议的Dialog地位更为不可撼动。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

 

对比其他USB充电技术,USB-PD可支持更高功率要求,并实现对兼容设备的更快充电速度,被认为是移动设备电源适配器的下一个趋势。

在当天活动上,Dialog推出了市场上首款基于状态机的USB电源传输(USB-PD)接口IC -- iW656。iW656兼容最新的USB Type-CTM标准,可支持智能手机、平板电脑和其他便携式计算设备的AC/DC电源适配器的快速充电应用。并可与Dialog市场领先的AC/DC控制器IC无缝结合使用,从而创建完整且优化的Dialog适配器芯片组解决方案。另外,iW656还支持包括三星Adaptive Fast Charge(AFC)和高通Quick ChargeTM2.0等其它快充协议。

针对移动系统的DC/DC电源管理

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Dialog公司高级副总裁兼移动系统业务部总经理 Udo Kratz

Dialog于2013年推出用于多核处理器的DA9210可扩展PMIC,拥有业界领先的12A多相架构;在2015年推出DA9214旗舰PMIC,具有20A多相架构;今年年初时又推出了全球首款10A、98%效率的无电感电源转换器DA9313。

除手机外,相机、可穿戴设备等也需要充电,作为高度集成PMIC技术领导者,Dialog可服务的移动系统市场正以15%的年复合增长率增长着,其中包括电源管理IC和充电IC两大领域。因此在过去有着多款优秀作品的Dialog在未来定能延续辉煌。

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据调查,消费者对于流式视频的观看量正成倍增加,而该操作的大量耗电使OEM厂商对电池电量和充电速度的要求随之提升,因而快充技术在手机市场的前途一片光明,预测2019年将有一半的手机支持快充。

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目前,智能手机电池为了提供更长续航时间以支持消费者的使用需求,其电池容量已接近4000 mAh,且制造商们还在不断寻找能提供高效、安全、发热少的先进充电解决方案。而结合了Dialog的Rapid ChargeTMAC/DC电源转换芯片组——DA9318转换器,完善了Dialog的墙端到电池充电解决方案,并包含全面的安全和保护特性,以确保从便携式电源适配器到智能手机电池的端到端系统安全。

与现有的使用低电压并让充电电流直接通过电缆的拓扑不同,DA9318系列的设计允许采用标准3A USB线缆来实现6A充电电流,这不仅让功率加倍,还大幅降低快速充电应用的成本达35%。

DA9318转换器的特点:

·98%的效率,无电感电池充电IC

 DA9318M支持最高10A充电电流,44W功率

 DA9318L支持最高8A充电电流,35W功率

·运行电压支持5.5V-10.5V不等,绝对最大电压高达20V

·整个运行系统由I2C通信接口支持和监测

·18项保护特性(包括电压、电流、温度、安全定时器、看门狗、适配器检测……)

·更小的封装尺寸:3.62mm*3.78mm

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RF无线充电

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Dialog公司发展和战略高级副总裁,兼新兴产品业务部总经理 Mark Tyndall

随着远距离无线充电技术的不断突破,数年前影视作品中的无线充电技术走入现实生活已成为必然的趋势。在Dialog基于RF无线连接的无线充电2.0愿景中,消费者将能够不受限制地进行RF无线连接充电,实现有线充电→放下即充→随时可以充的转变。到时,可穿戴设备能够在穿戴状态下进行充电,智能手机离发射器几米远也可以充电,甚至助听器可以实时进行RF充电。

物联网作为半导体行业下一个潜力市场之一,必将得到大规模的发展,预计2020年,全球联网设备数量将达260亿台。适用于低功耗设备的无线接收器在物联网领域将有10亿台的市场规模。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

 

Dialog和Energous强强联手,提供的RF无线充电解决方案结合了双方最佳的优势,Dialog将旗下最佳的蓝牙低功耗、PMIC、AC/DC和音频解决方案与Energous颠覆性的WattUp远距离充电技术相结合,推出的发射器和接收器的芯片组现已上市。

从墙端到电池 Dialog用“芯”“充”出大市场

WattUp无线充电的优势:

·基于RF(天线)的技术实现了真正的远距离空间自由度

 用低成本PCB天线替代昂贵的线圈

·更小、更薄的外形

 薄型解决方案可集成到更小的器件中

·“放下即充”的用户体验

·从近距离接触到远距离、以对用户安全的方式向多个设备进行充电

据Mark Tyndall向OFweek电子工程网介绍,Dialog的近场解决方案已经获得FCC的认证和批准,中场(最远可达0.9米)解决方案有望在2017年第三季度通过FCC认证和批准,而远场(最远可达4.5米)的解决方案的认证和审批预计将在2018年完成。

更多现场精彩图片:

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Dialog针对电源适配器的AC/DC快速充电Demo

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Dialog针对电源适配器的AC/DC快速充电—用户案例

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 三星Galaxy S8+ 15W充电器

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Dialog RF无线充电

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针对下一代电源适配器的氮化镓(GaN)产品

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Dialog 移动计算设备端到端 RapidCharge快速充电解决方案 DA9318+DA9155M

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