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无线充电SoC方案历代大解密——5W篇揭秘
2018年06月13日 作者: 暂无评论 182+ 0

自iPhone 8/X标配无线充电功能后,无线充电市场开始爆发且持续升温,小米、华为也都发布带有无线充电功能的新机,今年的整个无线充电市场将会迎来又一轮的爆发。在新一轮的爆发潮中高集成度的系统级芯片方案“SoC”可以预料将成为无线充电TX最具潜力的发展架构,引领今后无线充电的主流方向。以5W方案为例,这种集成方案到目前有三种方案,一同推动无线充电TX市场格局的转变与发展。

FSM集成方案(如下图)

该方案作为市面上早期的单芯片集成方案,将外围器件全部集成在一颗单芯片内,内部集成了无线充电驱动,运放,主控内核,Mos, Mos Driver等功能。

Drmos集成方案(如下图)

其方案主要由一颗控制芯片和一颗智能全桥芯片SmartBridge构成,智能全桥芯片集成了全桥Mos和Driver,做到Mos和Driver匹配,如上图所示。该方案具备高集成度的品质,整体面积减小,把大部分外围电路都集成入IC内。

Mos外置SoC方案(如下图)

这种方案下,PCB内部仅需一颗高度集成的SoC主控芯片,搭配两个集成Mos,整个电路板非常简洁,整体面积更小。SoC方案内部集成了无线充电驱动,运放,主控内核,内置温度保护功能,所有功能由一颗芯片实现。

干货硬碰硬接下来, 我们从集成度、功能及性价比三个方面来解析这三种方案:

集成度大比拼:对比这三种方案,可以得到三者集成度各有特点:

FSM集成方案,在无线充电出现的早期就主推高度集成,具有前瞻性。集成度很高,外围器件少,“傻瓜式”设计非常简单,便于客户直接应用。不过后期产品升级和定制困难,同时最大输入电压也较低,误操作时易烧板;

Drmos集成方案,在FSM集成方案上进行了改善,集成了全桥Mos和Driver,做到Mos和Driver完全匹配,提高了效率,有效解决EMI问题。不过没有集成Buck或者LDO,需要外部加电源转换器件,同时最大输入电压也较低,碰到异常适配器,或QC不稳定的适配器,很易烧板。

Mos外置SoC方案,采用Mos外挂,价格虽然不能做到最优,但是给设计带来一些柔性,Mos外置使得客户对于Mos可自行调节配置,优化Driver,同时降低主芯片问题。

功能大比拼: 对比这三种方案,可以得到以下功能差异:

FSM集成方案,作为较早登入市场的集成方案功能集成度高,主要性能都实现集成,设计简单;但与此同时已无法满足最新的CE标准, 同时芯片发热严重效率低, 不方便灯光定义,可能逐步被市场淘汰;

Drmos集成方案,在FSM集成方案上进行了改善,集成Drmos,做到Mos和Driver匹配;但是想达到完美理想的使用效果,可能需要加上过压保护电路,甚至某些情况下还需要加上散热结构;

Mos外置SoC方案,除集成芯片外,外围Mos外置,性能较高,能较好的适应和满足当前主流无线充电产品的需求,以较优的价格,实现最佳的性能。

进一步对比可以发现:1. Drmos集成方案的Drmos比Mos外置SoC方案MOSFET效率会低一些,发热也会高,在效率及散热上,Mos外置SoC方案由于其配置灵活性可以做到更好,更大程度优化整体方案性价比。由于Mos外置SoC方案Mos可自由配置,在5W低功率时,无需考虑散热,可以使用导通电阻偏大一点,但价格更优的Mos; 2. 从性能上看,由于无线充电PCB板型很多,对于EMI认证来说具有一定考验性。Mos外置SoC方案可以灵活配置驱动能力,调整MOSFET驱动的死区时间和驱动能力来优化EMI,甚至可以在内部MOSFET驱动和Mosfet gate之间串接电阻来进一步解决EMC问题,从而便于各种版型的TX通过EMI认证。

性价比大比拼: 在满足主流客户对无线充性能要求的情况下,(同时暂时抛开FSM方案无法过CE的问题),FSM集成方案和Drmos集成方案需要额外的过压保护电路, 导致这两个方案需要的元器件数多于Mos外置SoC方案; 但是因为5W 芯片周边器件的选型和应用各家厂商都不一样,一鱼N吃的情况比比皆是,我们就不列出具体元器件数了。

总结目前市场上无线充电TX格局中,这三种高集成度SoC方案并存,FSM集成方案简洁,但由于内部无法升级等问题很多情况下可能难以满足目前的市场需求,Drmos集成方案集成Mos和Driver;Mos外置SoC方案Mos外挂,集成其他外围器件。这三种方案都各有特点,各有优劣,都推动了无线充电TX SoC集成化的发展。从长远角度看,无论是从TX性能,还是生产成本和性价比上看,TX的发展趋势或将过渡到Mos外置SoC方案上来。相比较而言,这一方案整体优势明显,能在小体积下高度集成,方便配置、降低开发难度;而且能够有效降低成本和工艺开销。在TX高集成度,灵活性更强的未来趋势下,花落谁家我们拭目以待。

原文地址:http://www.eeboard.com/news/soc-16/

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